稻秸稈-淀粉復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、能源枯竭與環(huán)境惡化是當今世界所共同面對的嚴峻問題，石油資源、煤炭資源、森林資源、淡水資源等一些不可再生資源的銳減，嚴重威脅到人類的生存現(xiàn)狀。通過開發(fā)、生產、使用新型復合材料，減少對環(huán)境的破壞，緩和對石油、森林資源的過度依賴，取代現(xiàn)有落后的材料是材料工程領域發(fā)展的必然趨勢。這一方向目前已經得到全球范圍內的廣泛關注，淀粉秸稈復合材料的發(fā)展對我國環(huán)境友好型、資源節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展的經濟模式具有重要意義。
　　本論文主要研究稻秸稈/淀粉復合

2、材料的制備及其性能。實驗中首先設計正交試驗，通過對復合材料力學性能、導熱性能、耐水性幾方面，尋找在使用不同種類淀粉（玉米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉）;混料不同含水率（6％±0.5％、7％±0.5％、8％±0.5％）和不同模壓溫度(130℃、145℃、165℃)下模壓成型效果最佳搭配組合。實驗中將制備四種不同密度的復合材料試樣，密度分別為ρ1(1.41×103kg/m3)、ρ2(1.37×103kg/m3)、ρ3(1.33×103kg/m3

3、)、ρ4(1.30×103kg/m3);此外，從復合材料中稻秸稈與淀粉配比的角度研究，制備了填充稻秸稈粉90％、80％、70％、60％、40％、20％六種試樣測試;最后從稻秸稈纖維尺寸方面，選擇了100目(150μm)、80目(180μm)、60目(250μm)、40目（380μm）四種不同纖維尺寸的稻秸稈粉作為填充料，研究不同纖維尺寸稻秸稈對復合材料的性能影響。綜合以上方案，從力學性能、導熱性能、耐水性能和微觀結構幾方面做比較分析，得

4、出主要結論如下:
　　(1)通過正交試驗計劃和極差分析方法，得出使用玉米淀粉，混料含水率6％±0.5％和模壓溫度150℃是模壓成型中最佳組合方案。此時可以得到力學及理化性能較好的稻秸稈/淀粉復合材料。
　　(2)通過比對不同密度復合材料力學性能及理化性能，可以得出密度為ρ1(1.41×103kg/m3)時稻秸稈/淀粉復合材料的拉伸強度為9.22Mpa、彎曲強度為28.05Mpa、沖擊強度為4.3749KJ/m2，導熱系數(shù)為0

5、.07536W/(m·K)，吸水率為81％，吸濕率為5.23％，接觸角為59.49°均取得最佳值。因此復合材料制備時選擇密度ρ1(1.41×103kg/m3)最佳。
　　(3)經過對比90％、80％、70％、60％四種不同稻秸稈填充量的稻秸稈/淀粉復合材料力學及理化性能，得出選擇稻秸稈填充量為90％時可以制備出綜合性能較好的復合材料，其拉伸強度8.35Mpa，彎曲強度28.94Mpa，沖擊強度4.1084KJ/m2,，導熱系數(shù)為0

6、.09949W/(m·K)，吸水率272％，吸濕率6.86％，接觸角61.61°。
　　(4)通過比較填充不同纖維尺寸稻秸桿粉末的復合材料力學性能及理化性，可以得出選擇填充秸稈纖維尺寸為180μm（80目）時可以得到綜合性能較好的復合材料。其拉伸強度為7.47Mpa，彎曲強度為23.87Mpa、沖擊強度為3.7709KJ/m2，導熱系數(shù)為0.09157W/(m· K)，吸水率為109％、吸濕率為6.14％，接觸角度為68.54°。