玻璃纖維和石墨對(duì)HDPE基木塑復(fù)合材料綜合性能的影響.pdf_第1頁(yè)
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1、木塑復(fù)合材料(WPC)有眾多優(yōu)點(diǎn),但我國(guó)的WPC產(chǎn)品在應(yīng)用方面還存在一定的局限性和缺陷,例如:多數(shù)的木塑產(chǎn)品主要應(yīng)用于戶外,存在耐熱性不佳、熱膨脹系數(shù)大、耐摩擦性能較差等缺陷,在一定程度上影響了其應(yīng)用。為了改善上述局限性和缺陷,同時(shí)降低WPC的生產(chǎn)成本和增強(qiáng)代替木制品的優(yōu)勢(shì),本文向木塑復(fù)合材料中添加了玻璃纖維以提高其綜合性能,添加石墨和玻璃纖維以賦予其抗靜電性熊和良好的綜合性能,探討了玻璃纖維含量以及不同比例的石墨和玻璃纖維對(duì)高密度聚乙

2、烯(HDPE)基復(fù)合材料性能的影響規(guī)律及作用機(jī)制。首先,采用A-171硅烷偶聯(lián)劑對(duì)竹粉或水稻秸稈粉表面進(jìn)行了改性,并加入了一定量的玻璃纖維或不同配比的石墨和玻璃纖維;然后,采用熱壓成型工藝制備了HDPE基木塑復(fù)合材料;最后,考察了玻璃纖維含量或者石墨和玻璃纖維對(duì)復(fù)合材料電學(xué)性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能及摩擦學(xué)性能的影響,并利用SEM觀察材料的斷面形貌和磨損表面形貌,利用三維表面輪廓儀觀測(cè)磨損表面粗糙度。主要研究結(jié)果如下:
  (1)玻

3、璃纖維含量對(duì)竹粉/HDPE復(fù)合材料性能的影響
  當(dāng)玻璃纖維含量為3wt%時(shí),能顯著提高竹粉/HDPE復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,與未添加玻璃纖維的復(fù)合材料相比,添加玻璃纖維后復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度分別提高了23.54%和19.41%;在30~60℃溫度范圍內(nèi),復(fù)合材料長(zhǎng)度、寬度方向的線膨脹系數(shù)隨著玻璃纖維含量的增大而明顯減小;相同含量玻璃纖維的復(fù)合材料線膨脹系數(shù)隨溫度的升高而逐步增大;在N2氣氛下,隨玻璃纖維含量的,竹粉

4、/HDPE復(fù)合材料的摩擦系數(shù)先逐漸增大,而后基本保持不變,磨損率逐漸減小。
  (2)石墨和玻璃纖維對(duì)水稻秸稈/HDPE復(fù)合材料性能的影響
  石墨和玻璃纖維配比達(dá)8∶7時(shí),材料內(nèi)部開始形成導(dǎo)電通路,當(dāng)石墨和玻璃纖維的配比為8∶7~14∶1時(shí),材料為靜電耗散材料,同時(shí)其表面摩擦靜電在0V小幅波動(dòng);隨著石墨用量的增加和玻璃纖維用量的減少,材料的摩擦系數(shù)呈不斷減小的趨勢(shì),而其導(dǎo)熱系數(shù)則不斷的增大,當(dāng)石墨和玻璃纖維的比例為14∶1

5、時(shí),復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)最大,比未添加石墨時(shí)增加了138%;當(dāng)石墨和玻璃纖維的配比為10∶5時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均達(dá)最大值;30℃~70℃條件下,水稻秸稈粉/HDPE復(fù)合材料的長(zhǎng)度、寬度方向上線膨脹系數(shù)隨著石墨用量的不斷增加和玻璃纖維用量的不斷減少呈先減小后增加再減小的趨勢(shì),其中當(dāng)石墨和玻璃纖維的比例為8∶7時(shí),復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)最小,同時(shí),同一組分的材料的線膨脹系數(shù)隨溫度的增加而增大。石墨和玻璃纖維的配比為0∶15或8∶7

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