黃麻纖維增強聚丙烯基復合材料的制備與力學性能的研究.pdf

1、天然纖維復合材料的開發(fā)可以帶動和促進相關行業(yè)的發(fā)展，并且有利于環(huán)境保護和資源再利用。在天然纖維復合材料中，尤以麻纖維復合材料具有良好的發(fā)展前景。本課題研究黃麻纖維增強聚丙烯基體復合材料的制備及其力學性能。具體內(nèi)容包括：黃麻纖維表面改性、復合材料制備、復合材料力學性能測試及分析、及濕效應五個方面。
　　 (1)黃麻纖維表面改性
　　 通過NaOH溶液、硅烷偶聯(lián)劑KH550、乙酸酐等對黃麻纖維進行表面處理，并通過測試纖維的回

2、潮率、細度、斷裂強度、紅外特征光譜及SEM圖像等手段分析改性效果，得出三種表面改性手段中各自最優(yōu)的改性方法。結(jié)果表明：(a)NaOH處理中最佳方案為：濃度5wt％，處理時間60min；(b)KH550處理中最佳方案為：堿預處理5wt％，60min，3wt％KH550，處理30min；(c)乙酰化處理中最佳方案為：堿預處理5wt％，60min，乙酸酐浸泡120min，浴比為30:1。
　　 (2)黃麻/聚丙烯復合材料的制備

3、　　 復合材料中的黃麻纖維分別采用漚麻纖維和經(jīng)3組最佳表面改性方案處理的黃麻纖維，基體分別采用聚丙烯基體和聚丙烯/馬來酸酐接枝聚丙烯共混物。復合材料的制備方法分：(a)層壓復合：四組黃麻纖維先制備成纖維氈，分別與純PP薄膜和PP/MAH-g-PP薄膜層壓制備復合材料，制備成8組復合材料待測試；(b)共混復合：四組黃麻纖維剪碎至約2mm長，與純PP粒料和PP/MAH-g-PP共混粒料經(jīng)雙螺桿擠出機共混造粒后熱壓制備成8組復合材料。兩種制

4、備方法中復合材料熱壓成型的最佳工藝參數(shù)：預熱-180℃，10min；熱壓-12.5MPa，180℃，20min；冷卻-4MPa，30min。
　　 (3)復合材料力學性能測試及分析
　　 將制備的16組復合材料，分別做拉伸、彎曲測試并觀察彎曲斷面的SEM圖像，討論纖維表面改性、基體改性、加工方法等因素對復合材料復合材料力學性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)KH550處理的黃麻纖維與聚丙烯樹脂制備的復合材料表現(xiàn)出較好的拉伸、彎曲性能

5、，并且表現(xiàn)出較好的界面粘結(jié)性。聚丙烯基體經(jīng)馬來酸酐接枝聚丙烯改性后，復合材料的拉伸性能有所改善；而彎曲性能沒有明顯的提高。分別采用層壓和共混熱壓的復合材料成型方法制備復合材料，由于成型方式的不同，復合材料的結(jié)構有很大的差異，其增強機理也不相同，盡管纖維的表面處理方式相同，纖維含量相同，兩者的力學性能并不具備很大的可比性。
　　 (4)濕效應對復合材料性能的影響
　　 將復合材料浸泡在水中，測其隨浸泡240小時和480小時