落麻纖維增強聚乙烯復合材料的制備及性能研究.pdf

1、通過天然纖維增強高分子樹脂基體可以得到機械性能與玻璃纖維增強相媲美的復合材料，并且其生產工藝簡單、成本低廉、能耗較低、同時作為環(huán)境友好型材料也迎合了環(huán)保的要求，現(xiàn)如今在國內外諸多行業(yè)均有應用。傳統(tǒng)的麻纖維應用中，落麻纖維尤其在國外通常被當作廢物丟棄，但是落麻纖維具有與常用長麻纖維相媲美的比強度、比模量，同樣可以作為復合材料的增強材料將其變廢為寶。
　　 本文采用苧麻落麻纖維增強高密度聚乙烯(HDPE)樹脂基體，同時綜合考慮落麻纖

2、維堆密度小、體積大并且在樹脂基體中難于分散的缺點，采用了密煉混合-擠出與直接連續(xù)纖維混入擠出兩種制備方式。著重研究了天然纖維增強復合材料的幾個關鍵問題:纖維含量、纖維分散以及纖維與樹脂基體之間的界面粘結情況。
　　 通過機械性能測試得出在質量分數(shù)0-20％的范圍內增加纖維含量能夠提高復合材料的拉伸和彎曲性能，同時借助熱學和動態(tài)力學測試進一步分析驗證其含量提高對復合材料熱穩(wěn)定性及動態(tài)性能的影響。對比兩種不同相容劑MAH-g-PP和

3、XRJ的增強效果，選擇對天然纖維增強復合材料性能的促進作用更為明顯的相容劑(MAH-g-PP)，進一步具體討論其添加量(0-20％wt)對復合材料機械性能、熱穩(wěn)定性以及動態(tài)力學的作用。并通過掃描電鏡(SEM)從微觀結構上考察相容劑對樹脂基體與纖維之間界面的增容作用。在動態(tài)力學測試中引入界面強度系數(shù)，通過具體的數(shù)值計算進一步說明MAH-g-PP對纖維與基體樹脂之間界面粘結的提高。
　　 通過傅里葉-紅外掃描(FTIR)研究纖維與相

4、容劑在微觀范圍內的成鍵反應，由此得出其提高纖維與樹脂之間界面相容性的原理，并引入微元力學模型，說明纖維在復合材料微元承載應力所起的增強作用，由此探究纖維增強聚乙烯基體的作用機理。
　　 研究中還考察了一次造粒和二次造粒兩種不同制備工藝對復合材料機械性能的影響，并分析了在擠出造粒工藝過程中不同螺桿轉速和擠出加工溫度對材料性能的影響情況。
　　 此外，為拓寬復合材料的應用，研究了AC發(fā)泡劑對復合材料密度和機械性能的影響，并考