紅麻粉-聚丙烯復合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，隨著大眾環(huán)保意識的提高，利用植物纖維作為增強材料開發(fā)環(huán)境友好綠色復合材料已成為當今世界各國重點研究的熱點之一。紅麻（Kenaf）具有纖維含量高、耐貧瘠、耐旱、韌性大和密度小的特點。本文為了提高紅麻的綜合利用市場以及充分利用我國豐富的紅麻資源，研究開發(fā)其在復合材料方面的用途，制備了紅麻粉/聚丙烯復合材料。
　　本文通過機械粉碎方法將紅麻的韌皮部分和芯稈部分分別進行粉碎，得到紅麻韌皮粉（KB）和紅麻芯稈粉（KS），對這些紅麻粉

2、（韌皮粉和芯稈粉的總稱）進行不同表面處理后，分別與聚丙烯顆粒進行熔融造粒，然后利用熱壓成型工藝制備了紅麻粉/聚丙烯復合材料。本文主要研究了制備工序中造粒工藝參數(shù)以及熱壓成型工藝參數(shù)的確定，分析了紅麻韌皮粉與芯稈粉、不同紅麻粉添加量和紅麻粉粒徑大小對復合材料力學性能、結晶性能、吸水性能和熱穩(wěn)定性能的影響，觀察和分析了復合材料斷面形貌，最后研究了堿處理和添加馬來酸酐聚丙烯相容劑（PP-g-MAH）對紅麻粉/聚丙烯復合材料性能的影響。本文的主

3、要研究結果如下：
　?。?）利用機械粉碎方法制備紅麻韌皮粉和芯稈粉，對紅麻粉進行了堿處理和硅烷偶聯(lián)劑改性，應用傅里葉變換紅外光譜儀和熱重分析儀分別表征了紅麻粉的改性結果和熱穩(wěn)定性。結果表明，用乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）偶聯(lián)劑可以成功接枝并改性紅麻粉；紅麻粉在220℃以內具有較好的熱穩(wěn)定性，性能不會有明顯的下降。
　?。?）在制備紅麻粉/聚丙烯復合材料過程中，對共混造粒和熱壓成型的工藝參數(shù)進行調整，確定最優(yōu)加工參數(shù)。試驗

4、結果表明，擠出造粒工序的最優(yōu)參數(shù)：擠出溫度195℃，轉速100r/min；熱壓成型的最優(yōu)工藝參數(shù)：加壓溫度195℃，加壓時間10min，加熱壓強3MPa。
　?。?）測試和分析了紅麻粉/聚丙烯復合材料的力學性能、結晶性能和吸水性能。結果顯示，隨著紅麻粉質量分數(shù)的增加，紅麻粉/聚丙烯復合材料的拉伸強度、沖擊強度以及斷裂伸長率基本都呈降低趨勢，但其彎曲強度、彎曲模量和拉伸模量卻不斷增加，而 KB/PP復合材料的力學性能優(yōu)于 KS/PP

5、復合材料；紅麻粉/聚丙烯復合材料的吸水率隨紅麻粉含量的增加而逐漸增加；KS/PP復合材料的吸水率略大于KB/PP復合材料的吸水率；在沸水中浸泡2h的復合材料吸水率要高于在冷水中浸泡24h的；紅麻粉可以誘導紅麻粉/PP復合材料中聚丙烯的異相成核，使其結晶溫度增加；紅麻粉粒徑大小為120目時，復合材料的力學性能最好。
　?。?）通過堿處理和添加馬來酸酐聚丙烯相容劑（PP-g-MAH）方法改善了紅麻粉/聚丙烯復合材料的界面性能，提高了復