可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料的研究.pdf

1、竹塑復(fù)合材料(BPC)是利用竹質(zhì)纖維填料（粉）和塑料（可用邊角料或廢料）為主要原料，經(jīng)過(guò)高溫混煉后，再利用成型設(shè)備加工而成，其兼有塑料和竹材的優(yōu)良特性。本研究擬在不具備可逆熱致轉(zhuǎn)換功能的竹塑復(fù)合材料中,引入具有顏色記憶功能的智能型材料(可逆熱致變色材料)制備可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料，提高竹塑復(fù)合材料的附加值。
　　本論文對(duì)可逆熱致變色微膠囊的性能進(jìn)行表征；探討水熱條件以及紫外加速老化對(duì)可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料的影響；對(duì)其應(yīng)用也進(jìn)行

2、研究，主要包括：環(huán)境溫度對(duì)可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料的影響、竹塑復(fù)合材料的曝曬試驗(yàn)、可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料的變色可逆性、竹塑復(fù)合材料的表面太陽(yáng)反射率、竹塑復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)、表面接觸角與自由能等；此外，研究了鈦白粉對(duì)竹塑復(fù)合材料各性能的影響以及偶聯(lián)劑的優(yōu)選。研究結(jié)果如下：
　　1、微膠囊為圓球形，粒徑分布較集中、較小；變色微膠囊的顏色隨溫度變化顯著，變色靈敏；具有良好的耐溶劑性和耐疲勞性，但紫外光對(duì)變色微膠囊有一定的影響；未處理的

3、微膠囊具有很好的變色可逆性；而經(jīng)25~80℃循環(huán)處理之后，其變色靈敏度略有降低。
　　2、水熱條件對(duì)可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料各性能產(chǎn)生較大的影響。在實(shí)施的3種外加條件中，影響程度為：水熱處理>常溫水浴處理>干熱處理。常溫水浴和水熱處理使得竹粉和基體HDPE發(fā)生一定的降解，試樣表面產(chǎn)生裂紋，接觸角和力學(xué)性能明顯降低，材色變化非常顯著；由 XPS分析可知，O元素的相對(duì)含量升高，即氧化程度增強(qiáng)，且發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，尤其水熱處理效果更顯著。

4、
　　3、竹塑復(fù)合材料的力學(xué)性能隨著老化時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)；復(fù)合材料的表面逐漸變白，材色的變化程度△E*越來(lái)越明顯，人的肉眼可以非常明顯察覺(jué)。由 ESEM觀察和接觸角測(cè)定可知，老化時(shí)間對(duì)試樣表面的微觀結(jié)構(gòu)影響比較大，隨著老化時(shí)間的增加，HDPE斷裂，表面裂紋不斷拓展和延伸，接觸角呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。FTIR分析、XPS分析和DSC分析表明，隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，聚乙烯的特征吸收峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，O元素的相對(duì)含量和結(jié)晶

5、度先升高后降低，老化后產(chǎn)生了O-C=O鍵，竹塑復(fù)合材料的力學(xué)性能變化正是由于HDPE分子結(jié)構(gòu)隨老化時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生了系列的變化而造成的。
　　4、較高的環(huán)境溫度下竹塑復(fù)合材料的變色響應(yīng)時(shí)間較短；曝曬試驗(yàn)的結(jié)果表明深色竹塑復(fù)合材料吸收較多的太陽(yáng)光照，淺色的則反射較多的光照；可逆變色竹塑材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增大，鈦白粉降低了材料的導(dǎo)熱系數(shù)和表面自由能，提高了試樣表面的接觸角；各種試樣的反射率存在差異，顏色是影響太陽(yáng)反射率的重要

6、因素之一，鈦白粉提高了材料的表面反射率；紫外光譜分析說(shuō)明可逆熱致變色竹塑復(fù)合材料具有良好的變色可逆性，但經(jīng)100次25~80℃循環(huán)處理之后，變色的敏感度會(huì)下降。
　　5、鈦白粉改善了復(fù)合材料的表面顏色，使其表面的L*值和ΔE*增大；鈦白粉在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的添加量并不影響復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和熔體流變性能，但會(huì)使得復(fù)合材料的沖擊韌性、G'和tanδ略有提高；增容劑改善了材料的力學(xué)性能，其中用 MAPE進(jìn)行表面改性的竹塑復(fù)合材料的