毛竹顆粒表面化學(xué)-水熱修飾及其增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料性能表征.pdf

1、本文以聚氯乙烯(PVC)和竹產(chǎn)業(yè)加工廢棄物竹屑為研究對象，研究了原料特性和熱模壓工藝對復(fù)合材料性能的影響，在此基礎(chǔ)上，著重考察了化學(xué)/水熱增容對竹顆粒特性及復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 1)毛竹顆粒含水率為3％，復(fù)合材料中竹顆粒和PVC塑料的配比為5:5，竹顆粒粒徑為0.9mm時，制備的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能達(dá)到較佳。復(fù)合材料的較佳模壓時間為8min，模壓溫度為180℃。
　　 2)5％硅酸

2、鈉處理的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值，為15.72MPa。濃度為5％和2％氫氧化鈉處理的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料彈性模量和靜曲強(qiáng)度分別達(dá)到最大值，為4362.48 MPa和44.73MPa。0.5％的氫氧化鈉處理的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料2h、24h厚度膨脹率分別達(dá)到最小值。采用不同溶液處理后竹顆粒和PVC的相容性改善，氫氧化鈉和硅酸鈉處理后的竹顆粒在PVC基體中的分布均勻性較亞硫酸氫鈉差。
　　 3)高錳酸

3、鉀處理改善了毛竹顆粒在PVC基體中的分布，但高錳酸鉀劑量過多會導(dǎo)致復(fù)合材料性能的降低。0.5％濃度的高錳酸鉀修飾的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到極大值，為13.79MPa。0.5％濃度的高錳酸鉀修飾的竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的靜曲強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到極大值，為30.36MPa和3261.89MPa。高錳酸鉀氧化處理增強(qiáng)了復(fù)合材料的彎曲變形率和斷裂伸長率，改善了復(fù)合材料的耐水性。
　　 4)水熱處理改善了毛竹顆粒表面

4、結(jié)構(gòu)，有效去除了半纖維素、木質(zhì)素、果膠等物質(zhì)，水熱處理后毛竹顆粒在復(fù)合材料基體中的分布更為均勻。180℃水熱處理復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到極大值，為15.79MPa、39.57MPa和6702.26MPa。200℃水熱處理復(fù)合材料的拉伸斷裂伸長率達(dá)到最大值，為3.75％±0.20％，140℃水熱處理復(fù)合材料的彎曲最大變形率達(dá)到最大值，為36.22％±2.70％。280℃水熱處理復(fù)合材料的2h和24h吸水率、2h和24

5、h吸水厚度膨脹率分別達(dá)到極小值，為1.18％±0.08％、3.34％±0.20％、0.49％±0.13％和1.3％±0.41％。
　　 5)毛竹顆粒水熱增容中，催化劑種類和濃度對毛竹顆粒特性及復(fù)合材料性能的影響顯著。160℃時0.5％的硅酸鈉催化水熱處理毛竹顆粒的蛋白質(zhì)、糖類、淀粉、果膠等物質(zhì)的含量最小，為11.55wt％；120℃時0.5％硫酸催化水熱處理毛竹顆粒的半纖維素含量最小，為7.58wt％；160℃下1％氫氧化鈉催化

6、水熱處理毛竹顆粒的木質(zhì)素含量略低，為11.31wt％。200℃下2％的硅酸鈉水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值，為26.98±4.69MPa。160℃下2％碳酸鉀水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的彈性模量和靜曲強(qiáng)度達(dá)到最大值，分別為6089.49±347.49MPa和52.16±2.54MPa。140℃下2％碳酸鈉水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的拉伸斷裂伸長率達(dá)到最大值，為4.41±0.03％。水熱溫度為

7、160℃，濃度為2％氫氧化鈉處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的彎曲最大變形率達(dá)到最大值，為91.92％±2.79％。120℃下催化劑濃度0.5％的硫酸水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的2h吸水率達(dá)到最小值，為1.61％±0.07％。180℃下催化劑濃度2％的硅酸鈉水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的24h吸水率達(dá)到最小值，為3.43％±0.50％。，140℃下催化劑濃度0.5％的硅酸鈉水熱處理毛竹顆粒增強(qiáng)PVC基復(fù)合材料的2h厚度