紅麻粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，隨著大眾環(huán)保意識(shí)的提高，利用植物纖維作為增強(qiáng)材料開發(fā)環(huán)境友好綠色復(fù)合材料已成為當(dāng)今世界各國(guó)重點(diǎn)研究的熱點(diǎn)之一。紅麻（Kenaf）具有纖維含量高、耐貧瘠、耐旱、韌性大和密度小的特點(diǎn)。本文為了提高紅麻的綜合利用市場(chǎng)以及充分利用我國(guó)豐富的紅麻資源，研究開發(fā)其在復(fù)合材料方面的用途，制備了紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料。
　　本文通過機(jī)械粉碎方法將紅麻的韌皮部分和芯稈部分分別進(jìn)行粉碎，得到紅麻韌皮粉（KB）和紅麻芯稈粉（KS），對(duì)這些紅麻粉

2、（韌皮粉和芯稈粉的總稱）進(jìn)行不同表面處理后，分別與聚丙烯顆粒進(jìn)行熔融造粒，然后利用熱壓成型工藝制備了紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料。本文主要研究了制備工序中造粒工藝參數(shù)以及熱壓成型工藝參數(shù)的確定，分析了紅麻韌皮粉與芯稈粉、不同紅麻粉添加量和紅麻粉粒徑大小對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、結(jié)晶性能、吸水性能和熱穩(wěn)定性能的影響，觀察和分析了復(fù)合材料斷面形貌，最后研究了堿處理和添加馬來酸酐聚丙烯相容劑（PP-g-MAH）對(duì)紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料性能的影響。本文的主

3、要研究結(jié)果如下：
　?。?）利用機(jī)械粉碎方法制備紅麻韌皮粉和芯稈粉，對(duì)紅麻粉進(jìn)行了堿處理和硅烷偶聯(lián)劑改性，應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜儀和熱重分析儀分別表征了紅麻粉的改性結(jié)果和熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，用乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）偶聯(lián)劑可以成功接枝并改性紅麻粉；紅麻粉在220℃以內(nèi)具有較好的熱穩(wěn)定性，性能不會(huì)有明顯的下降。
　　（2）在制備紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料過程中，對(duì)共混造粒和熱壓成型的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確定最優(yōu)加工參數(shù)。試驗(yàn)

4、結(jié)果表明，擠出造粒工序的最優(yōu)參數(shù)：擠出溫度195℃，轉(zhuǎn)速100r/min；熱壓成型的最優(yōu)工藝參數(shù)：加壓溫度195℃，加壓時(shí)間10min，加熱壓強(qiáng)3MPa。
　?。?）測(cè)試和分析了紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能、結(jié)晶性能和吸水性能。結(jié)果顯示，隨著紅麻粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率基本都呈降低趨勢(shì)，但其彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和拉伸模量卻不斷增加，而 KB/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)于 KS/PP

5、復(fù)合材料；紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料的吸水率隨紅麻粉含量的增加而逐漸增加；KS/PP復(fù)合材料的吸水率略大于KB/PP復(fù)合材料的吸水率；在沸水中浸泡2h的復(fù)合材料吸水率要高于在冷水中浸泡24h的；紅麻粉可以誘導(dǎo)紅麻粉/PP復(fù)合材料中聚丙烯的異相成核，使其結(jié)晶溫度增加；紅麻粉粒徑大小為120目時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能最好。
　?。?）通過堿處理和添加馬來酸酐聚丙烯相容劑（PP-g-MAH）方法改善了紅麻粉/聚丙烯復(fù)合材料的界面性能，提高了復(fù)