竹塑復合材料物理力學性能的改善及防褪色工藝技術的研究.pdf

1、本文通過模壓成型工藝制備竹粉/聚氯乙烯（PVC）復合材料，借助環(huán)境掃描電鏡（ESEM）、色差分析、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、萬能材料試驗機以及熱重分析儀(TG)等，探討穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、增韌劑、無機填料以及退火處理條件對竹粉/PVC復合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)、色差、力學性能、吸水性能、熱膨脹性的影響。通過配方設計和工藝優(yōu)化等增強竹粉/PVC復合材料的抗熱、光、氧的降解能力。具體研究結(jié)果如下：
　　1、竹粉/PVC復合材料物理/力學

2、性能
　　（1）力學性能：基于竹粉/PVC復合材料，熱穩(wěn)定劑甲基硫醇錫（181）的增強效果比二月桂酸二丁基錫（C-101）的好；聚氨酯（PU）的增韌效果比鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）的好；CaSO4晶須體系與輕質(zhì)碳酸鈣體系的力學性能區(qū)別不大。研究結(jié)果表明：181/PU/CaSO4（3/3/4）體系與181/PU/CaCO3（3/5/10）體系的綜合力學性能較佳。
　?。?）退火處理：通過整體或切片80℃（2h）退火處理，結(jié)果表

3、明：181/PU/CaSO4（3/3/4）體系經(jīng)過退火后的力學性能的保持度比181/PU/CaCO3（3/5/10）體系的好。吸水時間小于40天，復合材料的吸水率小于退火前；吸水時間大于50天，整體退火處理后材料的吸水率與退火前基本一致，切片后的吸水率大于退火前。竹粉/PVC復合材料加入3％的181、3%PU與4%CaSO4晶須，可以有效改善復合材料的熱膨脹性能。
　?。?）ESEM與TG分析結(jié)果表明：竹粉與PVC之間的相容性較好

4、，當熱失重率為10%時，181/PU/CaCO3（3/5/10）體系熱分解溫度比181/PU/CaSO4（3/3/4）體系高5℃。
　　（4）商品化的竹粉/PVC復合材料經(jīng)80℃（2h、4h、6h）退火后，結(jié)果表明：4h的最大載荷高于退火前，2h與6h的最大載荷均小于退火前。與退火前相比，復合材料2h的吸水率基本不變，4h與6h的吸水率遠大于退火前。復合材料的線性膨脹系數(shù)，隨退火時間的增加而增大，且長度方向>寬度方向>厚度方向。<

5、br>　　2、竹粉/PVC復合材料紫外加速老化耐褪色性的研究
　　基于前面熱膨脹性的分析，采用181/PU/CaSO4（3/3/4）體系作為耐褪色性研究的基體材料，研究加入金紅石型鈦白粉（TiO2）、抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（168）與紫外線吸收劑2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯（3853），對PVC復合材料的加速老化表面褪色的影響。
　?。?）力學性能分析表明：TiO2/3853（2/0.5）體系竹

6、粉/PVC復合材料彎曲強度的保持度最高， TiO2/168/3853（2/0.25/0.25）體系沖擊強度保持度最高， TiO2/168（2/0.5）體系維卡軟化點(VST)保持度最高。
　?。?）色差、ESEM與FTIR分析表明：T1U（TiO2/168/3853（2/0.25/0.25）體系）的ΔE最小，紫外加速老化后，材料表面斷裂紋增加，加入2%金紅石型鈦白粉、0.25%抗氧劑168與0.25%UV-3853，減小復合材料分