原位聚合法制备全生物降解苎麻纤维增强pllapcl复合材料及其性能的研究

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1、原位聚合法制备苎麻纤维增强PLLA_PCL复合材料及其性能的研究摘要近年来，由于全球能源和环境问题的日益突出，采用自然界丰富的天然植物纤维，如木纤维、竹纤维、麻纤维(苎麻、亚麻、剑麻等)、椰纤维等，替代玻璃纤维和合成纤维作为树脂基复合材料的增强体逐渐受到人们的关注。然而，目前所选用的基体树脂大多是不能自然降解的合成树脂，因此天然植物纤维复合材料仍会给环境带来负担。本文选用全生物降解的聚乳酸(PuA)预聚物和聚己内酯(PCL)预聚物为原料，以苎麻纤维为增加体，采用原位聚合法制备全生物降解苎麻纤维增强PLLA

2、-PCL绿色复合材料。研究了偶联剂KH550(r氨基丙基三乙基硅烷)和偶联剂KH560(r(2．3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)对苎麻表面的处理工艺，探讨了原位聚合法制备苎麻纤维增强PLLA．PCL复合材料的制备工艺、成型工艺、苎麻纤维的表面处理、纤维长度、纤维含量等对该复合材料力学性能的影响，以及在原位聚合过程中苎麻纤维表面与PLLA，PCL基体树脂界面的形成机理。得到如下主要结论：l，KH550和KH560处理苎麻纤维的最佳时间和浓度分别为30min和l％。处理后苎麻纤维的亲水性和吸水率明显下降，但同

3、时力学性能有所下降。2，原位聚合法制备苎麻纤维增强PLLA—PcL的最佳温度和时间分别为80"C和4h。在原位聚合法制备苎麻纤维增强PLLA．PCL复合材料的过程中，基体树脂中的异氰酸酯基团与偶联剂KH550的胺基官能团反应从而接枝到纤维表面，而KH560的环氧官能团基本上未与PLLA的端羟基发生反应。3，KH550和KH560均可改善苎麻纤维与PLLA．PCL基体树脂之间的界面，但是KH550比KH560要好很多。4，苎麻纤维和PLLA．PCL的耐热性不好，所以模压温度和模压时间对苎麻纤维增强PLLA．

4、PCL复合材料的力学性能影响明显，研究表明其最佳模压工艺为155。C下，预热5min、保压3min。5，当苎麻纤维长度为5-6mm、含量为45％时复合材料的力学性能最好，其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度分别达到36．21MPa、131．9J／m和64．2MPa，具有实际应用价值。关键词：原位聚合，全生物降解，PLLA-PCL，硅烷偶联剂，界面StudyonFullBiodegradableComposites：RamieFibreReinforcedPLLA-PCLCompositePreparedby

5、inSituPolymerizationProcessWimagreaterconcenlforenvironmentalprotection，naturalfiberssuchasRalTHefiber、Flaxfibel"、Jutefiber、bamboofiberandwoodfibers鹊reinforcementinplasticshaveincreaseddramaticallyduringthelastfewyears．Butmostthematrixofthenaturalfibersre

6、inforcedcompositeswerenotbiodegradableresin,thecompositesalsotookdestructiontotheInthisstudyPLLAoligomerandNCO-terminatedpoly(e—caprolaetone)prepolymerwereselectedasmatrix．ThermoplasticfullbiodegradablecompositesbasedonRamiefiberandPLLA-PCLmatrixwasprepar

7、edbyinsitupolymerization．SurfacetreatmentofRamiefiberwithKH550andKH560、insirepolymerizingPLLA-PCL、compositeprocess、lengthofRamiefiber、contentofRamiefiberweresystematicallystudied．Theresultsshowedthat：l、ThebesttimeandconcentrationofKH550orKH560weresetat30m

8、inandl％．AftertreatingwithKH550orKH560，thehydrophileofRamiefiberWasreducedobviously，butthemechanicalpropertiesoframiefiberreducedalit．2、ThetexnperatureandtimeofinsitupolymefizingRamiefiberreinforcedPLLA-PCLcompositew