剑麻_HDPE复合材料的制备及性能研究.pdf

《剑麻_HDPE复合材料的制备及性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级剑麻/HDPE复合材料的制备及性能研究研究生姓名：胡灿指导教师姓名、职称：曾广胜教授学科专业：材料加工工程研究方向：高分子材料成型加工及功能化湖南工业大学二零一八年六月四日摘要出于环境意识的增强和提升农业经济，越来越多的学者开始研究使用质轻、强度高、可降解的麻纤维替代人工合成纤维来增强聚合物。但是，极性的麻纤维与非极性的聚合物界面粘接性差，影响其增强效果。本论文在传统的碱处理工艺上，对剑麻纤维进行了碱/MMA接枝、碱/KH550偶联复合处理，以及创新性的使用碱/PVA包覆复合处理，并且采用挤出工艺制备了剑麻/HDPE复合材料

2、。采用红外光谱和SEM对处理剑麻纤维进行表征。检测并讨论了剑麻纤维及复合材料的力学性能、吸水性和热性能。观察并分析了复合材料断面微观形貌。通过红外光谱和SEM图分析，发现碱处理剑麻纤维的最佳工艺为：10%NaOH溶液处理1h。上述三种复合处理都能更进一步改性剑麻纤维，改善纤维与HDPE的界面性能，其中碱/包覆的效果最好，其次为碱/偶联和碱/接枝。力学性能分析结果为：碱/包覆处理的剑麻纤维单丝拉伸强度最高，其次为碱处理，再次之为碱/偶联和碱/接枝处理。当剑麻含量为12%，长度为6mm时，复合材料力学性能最优。此时未处理、碱处理、碱/接枝

3、、碱/偶联以及碱/包覆处理的剑麻/HDPE复合材料拉伸强度比HDPE纯料分别提高6.3%、11.6%、15.7%、17.4%、26.2%；弯曲强度分别提高了13.0%、18.5%、25.0%、26.5%、34.5%；冲击韧性下降得最少的为碱/包覆处理，其次为碱/偶联和碱/接枝处理，之后为碱处理，下降最多为未处理的剑麻/HDPE复合材料。复合材料的吸水情况为：浸泡240h后，吸水率保持平稳。此时未处理的剑麻/HDPE复合材料吸水率为2.03%，碱处理为1.57%，碱/接枝为1.23%，碱/偶联为1.06%，碱/包覆为1.43%。通过TG

4、和DSC分析得出：剑麻纤维烘干温度为75℃—100℃，加工温度应小于250℃。剑麻/HDPE复合材料的使用温度不要超过130℃。关键词：剑麻，复合材料，表面处理，力学性能，吸水率IAbstractForthesakeofenhancingenvironmentalawarenessandimprovingtheagriculturaleconomy,moreandmorescholarshavebeguntostudytheuseoflightweight,high-strength,biodegradablehempfibertor

5、eplacesyntheticfiberstoenhancepolymers.However,theinterfaceadhesionbetweenthepolarityhempfiberandnon-polarpolymerispoor,affectingitsreinforcingeffect.Inthispaper,inthetraditionalalkalitreatmentprocess,thesisalfiberwassubjectedtoalkali/MMAgrafting,alkali/KH550couplingcom

6、positetreatment,andinnovativeuseofalkali/PVAcoatingcompositetreatment,andansisal/HDPEcompositewaspreparedbyextrusionprocess.ThesisalfiberwascharacterizedbyFTIRandSEM.Themechanicalproperties,waterabsorptionandthermalpropertiesofsisalfibersandcompositeswereexaminedanddisc

7、ussed.Themicrostructureofcompositematerialswasobservedandanalyzed.ThroughtheanalysisofFTIRandSEM,itwasfoundthattheoptimumprocessforalkalitreatmentofsisalfibersis:10%NaOHsolutiontreated1h.Theabovethreekindsofcompositetreatmentcanfurthermodifythesisalfiber,improvetheinter

8、facepropertiesofthefiberandHDPE,andtheeffectofalkali/coatingisthebest,followedbyalkali/couplingandalkali/graft