棕櫚纖維-聚丙烯復(fù)合材料的制備和力學(xué)性能研究.pdf

1、天然纖維復(fù)合材料的開發(fā)可以帶動(dòng)和促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，并且有利于環(huán)境保護(hù)和資源再利用。棕櫚纖維的特殊結(jié)構(gòu)賦予了纖維優(yōu)良的性能，可直接加入到聚丙烯基質(zhì)中制備復(fù)合材料，這不僅能降低材料的成本而且對(duì)提高材料的力學(xué)性能非常有利。因此，開發(fā)棕櫚纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，能為棕櫚的傳統(tǒng)應(yīng)用開辟出一條新的道路，對(duì)充分利用我國(guó)豐富的棕櫚纖維資源優(yōu)勢(shì)具有重大意義。
　　 本課題研究的具體內(nèi)容包括：復(fù)合材料制備、棕櫚纖維表面改性、棕櫚纖維的含量、排列和改性對(duì)

2、復(fù)合材料性能的影響五個(gè)方面。
　　 1.棕櫚纖維/聚丙烯復(fù)合材料的制備
　　 將長(zhǎng)度為15cm，重量含量為6％的棕櫚纖維，呈0°平行等距排列于上下3層聚丙烯薄膜之間，熱壓成型制備復(fù)合材料。為考察熱壓工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，將熱壓時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)作為因素，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。選擇拉伸強(qiáng)度、彈性模量、撕裂強(qiáng)度作為實(shí)驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析得出復(fù)合材料熱壓成型的最佳工藝參數(shù)：10min、160℃、1.5MPa。
　　

3、2.棕櫚纖維表面改性
　　 先用不同濃度(0％、5％、10％、15％、20％)NaOH溶液浸泡棕櫚纖維，再用硅烷偶聯(lián)劑KH570對(duì)棕櫚纖維進(jìn)行表面處理。通過(guò)測(cè)試?yán)w維的紅外特征光譜、SEM圖像、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、細(xì)度和吸濕性分析改性效果。結(jié)果表明：堿處理和硅烷交聯(lián)確實(shí)對(duì)棕櫚纖維結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變起到了作用，隨著堿處理溶液濃度的不斷升高，棕櫚纖維表面剝蝕的程度越深，纖維的直徑不斷減小，纖維的吸濕性不斷減弱，纖維的機(jī)械性能出現(xiàn)小幅變化

4、，當(dāng)堿溶液濃度為15％時(shí)，棕櫚纖維的熱穩(wěn)定性最佳。
　　 3.棕櫚纖維的含量、排列和改性對(duì)復(fù)合材料性能
　　 研究未處理的棕櫚纖維含量(3％、6％、9％)對(duì)復(fù)合材料的影響。棕櫚纖維增強(qiáng)聚丙烯試樣的強(qiáng)度比未增強(qiáng)的聚丙烯有明顯提高。纖維含量為6％時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度最大。隨著纖維含量的遞增，復(fù)合材料的彈性模量不斷升高，延性和韌性不斷降低。
　　 研究纖維含量相同條件下，三種未處理的棕櫚纖維排列方式(0°、