高填充量的大麻稈芯粉-EVA木塑復(fù)合材料及其性能的研究.pdf

1、隨著人們對健康的越來越重視，人們更加傾向于追求使用新型的、環(huán)保的、可降解、可循環(huán)利用的木塑制品來代替一部分的塑料制品。另外，從經(jīng)濟和環(huán)境的角度來考慮，植物纖維廉價且來源廣，不僅能夠降低制品的成本，而且木塑復(fù)合材料本身具有的可降解性，能夠減少塑料帶來的白色污染。因此，研究木塑復(fù)合材料，不論是從社會、環(huán)境、經(jīng)濟來說，都具有不可言喻的意義。雖然木塑復(fù)合材料具有木材和塑料的雙重優(yōu)勢，如：力學(xué)強度好、硬度高于塑料；吸水性和熱伸縮性低于木材；耐磨、

2、耐腐蝕，尺寸穩(wěn)定性好；可循環(huán)使用，可降解，綠色環(huán)保等。但是木塑復(fù)合材料也有其不足之處。如：植物纖維與塑料基體的相容性差：植物纖維在基體中分散性差；加工溫度高時，木纖維容易燒焦和降解。因此，本論文從三個方面來解決其不足之處。首先，選擇合適的能與植物纖維有較好相容性的塑料基體，如EVA；其次，通過特殊的工藝和助劑對植物纖維進行改塑化改性，增加其相容性以及降低加工溫度；最后，添加一定量的相容劑和無機增強劑來提高共混物的界面結(jié)合，提高復(fù)合材料的

3、力學(xué)性能。本研究主要包括兩個方面：
　　 其一：大麻稈芯纖維的吸溫和散溫性能的研究。本論文主要是研究大麻稈芯粉隨著外界環(huán)境溫度的變化，自動地調(diào)節(jié)本身的吸溫和散溫速率的性質(zhì)，分別考察環(huán)境溫度、溫差、大麻稈芯纖維粉的堆積密度和粒度等對稈芯粉的吸溫速率和散溫速率的影響。結(jié)果表明，吸溫和散溫速率隨著大麻稈芯粉粒度的減小、環(huán)境溫度和溫差的升高而變快.在待測物質(zhì)本身溫度小于 35℃時，同等粒度下的大麻稈芯粉較普通木粉吸得快;在大于 35℃之

4、后，同等粒度下大麻稈芯粉較普通木粉散得快.通過對400 目大麻稈芯粉在環(huán)境溫度為37 ℃(吸溫)和19 ℃(散溫)的吸溫和散溫速率隨溫差變化的曲線，以及在環(huán)境溫度為 2 ℃(散溫)和 37 ℃(吸溫)的散溫和吸溫速率隨溫差變化的曲線研究，可知大麻稈芯粉具有冬暖夏涼的功效。
　　 其二：高填充量的大麻稈芯粉/EVA木塑復(fù)合材料及其性能的研究。本論文選用合適的助劑以及適當(dāng)?shù)墓に噷Υ舐槎捫痉圻M行塑化、以及制備高含量的塑化大麻稈芯粉/E

5、VA基體后共混物，通過SEM、XRD、FTIR、TGA、DSC以及熔體流動速率（MI）等各種測試手段，探討了大麻稈芯纖維含量、增塑劑的種類以及含量、相容劑的種類以及含量以及無機增強物云母的含量對共混物性能的影響。所得結(jié)果如下：
　　 ⑴隨著稈芯粉填充量的增加，復(fù)合材料的熔融指數(shù)呈下降趨勢。復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度隨稈芯粉含量的增加呈先上升后下降的趨勢，拉伸強度和彎曲強度以稈芯粉填充量50％為分界點，沖擊強度以45％

6、為分界點。EVA基體中加入稈芯粉后，共混物的熔融溫度升高、分解溫度降低。
　　 ⑵相比月桂酸、甘油、馬來酸酐和尿素而言，硬脂酸能大大促進稈芯粉的流動性。當(dāng)硬脂酸的含量為4％時，復(fù)合物的熔體流動速率達到最大值，為22.5808 g/10min。復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度隨硬脂酸含量的增加呈先上升后下降的趨勢，以4％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為分界點。
　　 ⑶經(jīng)硬脂酸塑化改性后，原大麻稈芯纖維中的2θ＝15.3o衍射峰消失了

7、，2θ＝22.2o衍射峰移至2θ＝21.5o，而在2θ＝6.6o處還出現(xiàn)了一個新的低衍射峰，這說明硬脂酸的加入破壞了大麻稈芯纖維原有的晶格，并生成了新的晶格。從復(fù)合材料的FTIR圖可知：經(jīng)硬脂酸改性后的的復(fù)合材料在3350cm-1處的羥基伸縮振動峰減弱，并往3450cm-1高波數(shù)方向移動，說可能是加入的硬脂酸跟大麻稈芯粉中的羥基發(fā)生反應(yīng)，破壞了大麻稈芯粉的氫鍵的緣故。
　　 ⑷復(fù)合材料熔體流動速率以及拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度

8、的隨相容劑的含量呈先上升后下降的趨勢。轉(zhuǎn)折點在相容劑添加量2～3％之間。相容劑的加入使得原有大麻稈芯纖維的衍射峰發(fā)生了移動與消失，結(jié)晶度下降。而且有添加相容劑的復(fù)合材料的較未添加相容劑的稈芯粉/EVA復(fù)合材料的分解溫度較高，而且相容劑MAH-g-EVA效果更優(yōu)于MAH。
　　 ⑸云母添加量的增加，復(fù)合材料的熔融指數(shù)呈下降趨勢。尤其是添加量大于5％后，熔融指數(shù)下降趨勢增大。復(fù)合材料的拉伸強度沖擊強度都隨云母含量的增加呈上升后下降的