預處理玉米秸稈皮纖維-高密度聚乙烯復合材料性能的研究.pdf

1、本研究以玉米秸稈纖維為增強材料，以高密度聚乙烯為塑料基體，通過擠出成型方式制備玉米秸稈纖維/高密度聚乙烯復合材料。主要探討了擠出工藝條件、玉米秸稈纖維尺寸對復合材料力學性能的影響;不同化學處理方法對秸稈纖維物理化學性質、熱學性質及表面特性的影響;以及不同處理方法對玉米秸稈纖維/高密度聚乙烯復合材料力學性能、化學性能、熱穩(wěn)定性能及界面特性的影響。通過利用玉米秸稈纖維與塑料制備復合材料，以期實現(xiàn)玉米秸稈的高效利用，同時緩解木材資源供應緊張及

2、環(huán)境污染日趨嚴重的現(xiàn)狀。
　　通過對玉米秸稈纖維不同添加量及不同尺寸對復合材料力學性能的影響進行研究，結果表明:應用擠出法制各玉米秸稈纖維/高密度聚乙烯復合材料方法可行;隨著玉米秸稈纖維添加量的增加，玉米秸稈纖維/高密度聚乙烯復合材料的拉伸強度、拉伸模量先上升后下降，彎曲強度無明顯的規(guī)律性變化，彎曲模量增大，沖擊強度減小，當玉米秸稈纖維的含量為50％時，復合材料的綜合力學性能最佳。復合材料的力學性能隨玉米秸稈纖維長徑比的增大而增大

3、，添加尺寸大于60目小于40玉米秸稈纖維的復合材料綜合力學性能最好。
　　分別對玉米秸稈纖維進行堿處理（NaOH溶液濃度分別為3％、6％、9％）及乙?；幚恚ㄌ幚頃r間分別為1h、2h、3h），結果表明:與未處理玉米秸稈纖維相比，堿處理能夠去除玉米秸稈纖維表面的部分灰分及部分木質素，提高纖維表面的粗糙度，結晶度升高，熱穩(wěn)定性也相應提高;乙?；幚砟芡ㄟ^酯化作用，取代玉米秸稈纖維中的部分羥基，減小纖維的極性，纖維的熱穩(wěn)定性提高，但不如

4、堿處理法效果明顯，乙?；幚硎估w維變得更脆，表面有裂痕出現(xiàn)。
　　以高密度聚乙烯為基體，以堿處理（NaOH溶液濃度為6％）及乙酰化(處理時間2h)改性處理纖維為增強材料制備玉米秸稈纖維/高密度聚乙烯塑料復合材料，探討改性處理對復合材料力學性能、化學性能、熱特性及界面特性的影響。結果表明:與添加未處理玉米秸稈纖維的復合材料相比，添加堿化處理玉米秸稈纖維有利于提高復合材料的綜合力學性能，尤其是對拉伸強度和彎曲強的提高效果最為顯著，其復

5、合材料綜合力學性能與楊木纖維復合材料的力學性能相當。乙酰化處理因使纖維變脆，表面出現(xiàn)裂紋，使其復合材料的強度略有減小;經(jīng)乙酰化處理后在1730cm-1處出現(xiàn)酯鍵的特征峰，表明玉米秸稈纖維的羥基與乙酸酐發(fā)生的酯化反應。熱分析研究表明，研究中復合材料的熱重曲線均為二階失重曲線，堿化處理和乙?；幚碛衩捉斩捓w維均能提高復合材料的熱穩(wěn)定性，且堿處理效果更明顯。電鏡結果表明，堿處理明顯改善了秸稈纖維與塑料基體之間的界面相容性，改善效果優(yōu)于乙?；?/p>