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

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)