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1、麦秸秆纤维改性及其对复合材料性能的影响木塑复合材料 (Wood-Plastic Composites)因其具有的强度高、质量轻、零甲醛等优异性能 , 被应用到各领域中。但由于热塑性塑料和植物纤维两者的极性不同 , 使两者界面相容性差 , 进而导致综合性能达不到要求。而对植物纤维进行改性处理, 是改善两者相容性的有效方法之一。本课题以麦秸秆 (WSF)和高密度聚乙烯 (HDPE)为原料 , 通过混炼和注塑成型的方式制备WSF/HDPE复合材料。研究了 WSF的含量、偶联剂改性、生物酶处理、复合改性处理对WSF/HDPE复合材料的力学性能、热稳定性、结晶度、吸水性的影响, 并利用傅里叶红外光谱仪
2、(FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM)分析了改性前后 WSF化学结构和 WSF/HDPE复合材料拉伸断裂面形貌; 论文还针对芳纶纤维 (AF) 改性前后对 WSF/HDPE复合材料各性能的影响进行了研究。得出以下主要结论:(1)WSF/HDPE复合材料的力学性能随 WSF含量增加呈下降趋势 ,FTIR 分析发现三种偶联剂均可与WSF上的羟基反应 , 并提高 WSF/HDPE复合材料的力学性能 , 其中 A-172 处理后的效果较好 ;TG和 DSC实验结果表明偶联剂能改善 WSF/HDPE的热稳定性和提高结晶度 ;(2) 生物酶处理对 WSF表面粗糙度的提高有明显效果 , 其中以木聚糖酶和
3、脂肪酶复合处理后的效果最佳 , 所制备的 30WPXL复合材料的拉伸强度、 弯曲强度和弯曲模量分别达到 23.4 MPa、 34.0 MPa 和 1944.6 MPa, 且吸水率最低 ; 生物酶处理能提高WSF/HDPE复合材料的热稳定性和结晶度;SEM实验结果显示经木聚糖酶和脂肪酶复合处理后的 30WPXL复合材料的界面结合效果要比单一处理的更好。(3) 生物酶与偶联剂 A-172 复合处理 WSF所制备的 30WPXL-A3复合材料的力学性能明显比单一处理的高, 且吸水率最低 ;SEM测试结果显示 , 经复合处理后的30WPXL-A3复合材料中的 WSF与 HDPE界面结合要比其他处理方法的好。(4) 芳纶纤维 (AF) 的加入 , 能提高 WSF/HDPE复合材料的力学性能、热稳定性和结晶度。AF改性前后所制备的复合材料之间的吸水率相差不大,FTIR 测试显示 ,NaOH处理后的 AF 表面活性基团增加。 SEM分析结果表明 ,NaOH处理 AF 能使其表面变得凹凸不平 , 导致与基体 HDPE的结合能力增强。