球磨法制備劍麻纖維素微晶-酚醛樹脂復(fù)合材料的研究.pdf

1、纖維素微晶具有可再生、可降解、低密度、高強(qiáng)度、高模量、高吸濕性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品、輕化工等行業(yè)。如何利用來源廣泛、價(jià)格低廉、無毒無害且可再生的天然植物纖維，簡便、快速、低成本、大批量、高得率的制備纖維素微晶，并將其應(yīng)用于增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料是當(dāng)前纖維素研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一，在利用纖維素微晶增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料中，有待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題是如何提高纖維素與樹脂基體之間的界面作用以及纖維素在聚合物中的分散。
　　本文首

2、先采用硫酸鹽蒸煮法從劍麻纖維（SF）中提取劍麻纖維素纖維（SCF），進(jìn)一步球磨制備劍麻纖維素微晶（SFCM），采用選擇性部分氧化 SFCM制備二醛基劍麻纖維素微晶（DASFCM），最后通過原位聚合法制備 SCF/PF、SFCM/PF、DASFCM/PF樹脂，通過輥煉、模壓成型方法分別制備SCF/PF、SFCM/PF、DASFCM/PF復(fù)合材料，研究SCF、SFCM含量以及DASFCM的氧化程度對酚醛復(fù)合材料性能的影響，比較并分析SCF、

3、SFCM和DASFCM含量相同時(shí)酚醛復(fù)合材料性能的差異。結(jié)果表明：
　　1、以廣西特色資源劍麻纖維為原料，通過酸預(yù)水解、堿液蒸煮、漂白等處理提取SCF，并采用 POM、SEM、FT-IR、XRD、TG等測試手段對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，SCF直徑在12um左右，長度可達(dá)幾個(gè)毫米，具有較高的純度，以纖維素Ⅰ型結(jié)晶存在，初始分解溫度達(dá)293.5℃
　　2、以SCF為原料，采用機(jī)械球磨法制備SFCM，通過單因素實(shí)驗(yàn)分別探討了球磨

4、轉(zhuǎn)數(shù)（ν）、纖維素質(zhì)量與硫酸溶液體積的比（σ）、硫酸溶液的體積分?jǐn)?shù)（φ）和球磨時(shí)間（t）這四個(gè)工藝參數(shù)對 SFCM偏光形貌、結(jié)晶度和熱性能的影響。結(jié)果表明，較優(yōu)的球磨工藝條件為：ν=450r/min，σ=2g:120ml，φ=10％，t=2h，該球磨條件下SFCM的得率約為95%，呈短纖維狀結(jié)構(gòu)，長度100~200um，直徑100~500nm，其化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯改變，結(jié)晶度、初始分解溫度均略低于SCF，分別為75.5%和283.1℃

5、。
　　3、SCF、SFCM均能一定程度提高酚醛復(fù)合材料的力學(xué)性能，在纖維素含量相同時(shí)，SFCM的改善效果更明顯。與純酚醛復(fù)合材料相比，5%SFCM/PF復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、儲能模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和平衡松弛模量分別提高了23.5%、8.5%、22.6%、13℃和14.1%，蠕變形變量降低了22.4%。
　　4、為了提高SFCM與酚醛基體樹脂之間的界面相容性，采用NaIO4氧化改性SFCM制備DASFCM，結(jié)果表明