黃麻纖維增強(qiáng)聚丙烯基復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、天然纖維復(fù)合材料的開(kāi)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。在天然纖維復(fù)合材料中,尤以麻纖維復(fù)合材料具有良好的發(fā)展前景。本課題研究黃麻纖維增強(qiáng)聚丙烯基體復(fù)合材料的制備及其力學(xué)性能。具體內(nèi)容包括:黃麻纖維表面改性、復(fù)合材料制備、復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試及分析、及濕效應(yīng)五個(gè)方面。
   (1)黃麻纖維表面改性
   通過(guò)NaOH溶液、硅烷偶聯(lián)劑KH550、乙酸酐等對(duì)黃麻纖維進(jìn)行表面處理,并通過(guò)測(cè)試?yán)w維的回

2、潮率、細(xì)度、斷裂強(qiáng)度、紅外特征光譜及SEM圖像等手段分析改性效果,得出三種表面改性手段中各自最優(yōu)的改性方法。結(jié)果表明:(a)NaOH處理中最佳方案為:濃度5wt%,處理時(shí)間60min;(b)KH550處理中最佳方案為:堿預(yù)處理5wt%,60min,3wt%KH550,處理30min;(c)乙?;幚碇凶罴逊桨笧椋簤A預(yù)處理5wt%,60min,乙酸酐浸泡120min,浴比為30:1。
   (2)黃麻/聚丙烯復(fù)合材料的制備

3、   復(fù)合材料中的黃麻纖維分別采用漚麻纖維和經(jīng)3組最佳表面改性方案處理的黃麻纖維,基體分別采用聚丙烯基體和聚丙烯/馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯共混物。復(fù)合材料的制備方法分:(a)層壓復(fù)合:四組黃麻纖維先制備成纖維氈,分別與純PP薄膜和PP/MAH-g-PP薄膜層壓制備復(fù)合材料,制備成8組復(fù)合材料待測(cè)試;(b)共混復(fù)合:四組黃麻纖維剪碎至約2mm長(zhǎng),與純PP粒料和PP/MAH-g-PP共混粒料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒后熱壓制備成8組復(fù)合材料。兩種制

4、備方法中復(fù)合材料熱壓成型的最佳工藝參數(shù):預(yù)熱-180℃,10min;熱壓-12.5MPa,180℃,20min;冷卻-4MPa,30min。
   (3)復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試及分析
   將制備的16組復(fù)合材料,分別做拉伸、彎曲測(cè)試并觀察彎曲斷面的SEM圖像,討論纖維表面改性、基體改性、加工方法等因素對(duì)復(fù)合材料復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,經(jīng)KH550處理的黃麻纖維與聚丙烯樹(shù)脂制備的復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的拉伸、彎曲性能

5、,并且表現(xiàn)出較好的界面粘結(jié)性。聚丙烯基體經(jīng)馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯改性后,復(fù)合材料的拉伸性能有所改善;而彎曲性能沒(méi)有明顯的提高。分別采用層壓和共混熱壓的復(fù)合材料成型方法制備復(fù)合材料,由于成型方式的不同,復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)有很大的差異,其增強(qiáng)機(jī)理也不相同,盡管纖維的表面處理方式相同,纖維含量相同,兩者的力學(xué)性能并不具備很大的可比性。
   (4)濕效應(yīng)對(duì)復(fù)合材料性能的影響
   將復(fù)合材料浸泡在水中,測(cè)其隨浸泡240小時(shí)和480小時(shí)

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