高密度聚乙烯基木塑復合材料的研究.pdf

1、本文采用不同的方法研究和制備了高密度聚乙烯(HDPE)基木塑復合材料,并對其力學性能、熱性能、流動性能及形貌形態(tài)進行了深入系統(tǒng)的研究。首先,采用偶聯劑處理木粉和加相容劑的方法由于極性的木纖維與非極性的基體樹脂之間存在著很大的相容性問題,使得復合材料個方面性能不盡如人意,因此我們使用了4種偶聯劑來改善復合材料的相容性。研究表明,偶聯劑能在一定的程度上改善復合材料的界面相容性,增強材料兩相結合力,從而增強材料的力學性能。在4種偶聯劑當中,K

2、H560對材料的各項性能改善最有效果。然而,偶聯劑對材料相容性的改善有限,因此我們使用了8種相容劑來進一步改善木塑復合材料的相容性。研究表明,相容劑能很好地改善復合材料的相容性,在8種相容劑之中,HDPE-g-MAH對復合材料的拉伸、彎曲性能的改善最有效果,而含有甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的系列乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(商品品名A800)對復合材料的沖擊性能有很大的改善,且各自的性能隨相容劑含量的增強而增加。掃描電鏡(S

3、EM)結果表明,加入相容劑之后,木粉能夠很好的覆蓋在聚合物基體表面,使得材料空隙減少。另一方面,復合材料的力學性能隨木粉含量的增加有所增加,但是材料的加工性能會變得很差,動態(tài)掃描流變研究表明復合材料的粘度隨著木粉含量的增加而急劇增加。另外,DSC結果表明,木粉在復合體系中能起到晶核的作用,促進HDPE更好,更規(guī)整的結晶,從而使得材料有更好的力學性能。其次,本文還用原位反應擠出法制備出了性能更加優(yōu)異的木塑復合材料,然后與傳統(tǒng)的直接加入相容

4、劑的方法進行了比較,并研究了反應單體含量、引發(fā)劑含量及催化劑對復合材料各項力學性能、熱性能、吸水性能及形態(tài)結構的影響。實驗表明,原位反應擠出法在制備木塑復合材料時更有效率,材料各項性能更好。經原位反應增容后,材料的各項力學性能有了非常顯著的增加,吸水率進一步降低,SEM結果表明原位增容后材料斷面空隙減少,纖維在體系中排列更加緊湊,增強了復合材料的尺寸穩(wěn)定性。最后,本文還研究了一種具有反應活性的液體增塑劑對復合材料的影響,利用該液體增塑劑