高密度聚乙烯基木塑復(fù)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(fù)合材料,并對(duì)其力學(xué)性能、熱性能、流動(dòng)性能及形貌形態(tài)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。首先,采用偶聯(lián)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(fù)合材料個(gè)方面性能不盡如人意,因此我們使用了4種偶聯(lián)劑來改善復(fù)合材料的相容性。研究表明,偶聯(lián)劑能在一定的程度上改善復(fù)合材料的界面相容性,增強(qiáng)材料兩相結(jié)合力,從而增強(qiáng)材料的力學(xué)性能。在4種偶聯(lián)劑當(dāng)中,K

2、H560對(duì)材料的各項(xiàng)性能改善最有效果。然而,偶聯(lián)劑對(duì)材料相容性的改善有限,因此我們使用了8種相容劑來進(jìn)一步改善木塑復(fù)合材料的相容性。研究表明,相容劑能很好地改善復(fù)合材料的相容性,在8種相容劑之中,HDPE-g-MAH對(duì)復(fù)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(duì)復(fù)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(qiáng)而增加。掃描電鏡(S

3、EM)結(jié)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(fù)合材料的力學(xué)性能隨木粉含量的增加有所增加,但是材料的加工性能會(huì)變得很差,動(dòng)態(tài)掃描流變研究表明復(fù)合材料的粘度隨著木粉含量的增加而急劇增加。另外,DSC結(jié)果表明,木粉在復(fù)合體系中能起到晶核的作用,促進(jìn)HDPE更好,更規(guī)整的結(jié)晶,從而使得材料有更好的力學(xué)性能。其次,本文還用原位反應(yīng)擠出法制備出了性能更加優(yōu)異的木塑復(fù)合材料,然后與傳統(tǒng)的直接加入相容

4、劑的方法進(jìn)行了比較,并研究了反應(yīng)單體含量、引發(fā)劑含量及催化劑對(duì)復(fù)合材料各項(xiàng)力學(xué)性能、熱性能、吸水性能及形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)表明,原位反應(yīng)擠出法在制備木塑復(fù)合材料時(shí)更有效率,材料各項(xiàng)性能更好。經(jīng)原位反應(yīng)增容后,材料的各項(xiàng)力學(xué)性能有了非常顯著的增加,吸水率進(jìn)一步降低,SEM結(jié)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(qiáng)了復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性。最后,本文還研究了一種具有反應(yīng)活性的液體增塑劑對(duì)復(fù)合材料的影響,利用該液體增塑劑