程丹:ZnO/NCF/rPP复合材料制备及其性能研究论文

程丹:ZnO/NCF/rPP复合材料制备及其性能研究论文

本文主要研究内容

作者程丹(2019)在《ZnO/NCF/rPP复合材料制备及其性能研究》一文中研究指出:聚丙烯树脂(PP)基木塑复合材料以其诸多的优异性能而被应用于建筑、包装、汽车内饰、家居等领域。而无规聚丙烯(Random Polypropylene,简称rPP)由于乙烯分子的引入使聚合物rPP比PP的刚度降低,抗冲击性能提升,熔化温度降低。因而,有利于rPP与天然纤维素(NCF)复合制备性能良好的木塑复合材料。若以热稳定性相对较差的天然植物秸秆纤维作为生物质填料替代木材、竹材等制备rPP基木塑复合材料将具有积极的环境保护意义。本论文分别以微晶纤维素(MCC)、玉米秸秆纤维(CSF)两种天然纤维(NCF)为生物质填料,rPP为基体树脂,聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MA)为界面相容剂,不同形态的氧化锌(纳米氧化锌nano-ZnO和四针状晶须氧化锌T-ZnOw)为辅助增强剂,通过熔融共混技术制备了无规聚丙烯基复合材料。运用力学性能试验,扫描电镜(SEM)、动态力学分析(DMA)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)等手段研究了填料对rPP基复合材料的热降解行为、结晶行为、力学等性能的影响。研究结果表明:含5 wt%PP-g-MA的MCC/PP-g-MA/rPP体系在MCC添加60 wt%时力学性能优异。分别添加T-ZnOw和nano-ZnO于MCC/PP-g-MA/rPP体系中,T-ZnOw和MCC的协同作用会使T-ZnOw/MCC/PP-g-MA/rPP复合材料的rPP增加交联点,限制其分子链运动,增加储能模量(E’),降低损耗角正切值(tand),提高材料的刚性,使力学性能更优。两种ZnO填料均能促进高温下rPP分子链依附其结晶,nano-ZnO成核效果更好。由硬脂酸/苯甲酸改性的玉米秸秆纤维(BSA-CSF)替代MCC,在BSA-CSF 添加 40 wt%、PP-g-MA 添加量为 10 wt%时 BSA-CSF/PP-g-MA/rPP 复合材料有最佳力学性能。在ZnO/BSA-CSF/PP-g-MA/rPP复合材料中,nano-ZnO对材料弯曲强度的影响强于T-ZnOw,而T-ZnOw对材料冲击强度的影响比nano-ZnO大。刚性的BSA-CSF和ZnO会阻碍rPP分子链的运动,根据改进的Avrami方程研究复合材料的非等温结晶动力学的结果显示了与ZnO/MCC/PP-g-MA/rPP体系相同的结晶行为。ZnO/NCF/rPP复合材料的热降解动力学和阻燃性能的研究发现,BSA-CSF/PP-g-MA/rPP复合材料只需添加20%阻燃剂就有较好的耐燃性,添加IFR阻燃剂使ZnO/NCF/rPP复合材料力学性能降低。ZnO降低了材料的热降解活化能,催化聚合物的降解反应,nano-ZnO的催化效果比T-ZnOw强。

Abstract

ju bing xi shu zhi (PP)ji mu su fu ge cai liao yi ji zhu duo de you yi xing neng er bei ying yong yu jian zhu 、bao zhuang 、qi che nei shi 、jia ju deng ling yu 。er mo gui ju bing xi (Random Polypropylene,jian chen rPP)you yu yi xi fen zi de yin ru shi ju ge wu rPPbi PPde gang du jiang di ,kang chong ji xing neng di sheng ,rong hua wen du jiang di 。yin er ,you li yu rPPyu tian ran qian wei su (NCF)fu ge zhi bei xing neng liang hao de mu su fu ge cai liao 。re yi re wen ding xing xiang dui jiao cha de tian ran zhi wu jie gan qian wei zuo wei sheng wu zhi tian liao ti dai mu cai 、zhu cai deng zhi bei rPPji mu su fu ge cai liao jiang ju you ji ji de huan jing bao hu yi yi 。ben lun wen fen bie yi wei jing qian wei su (MCC)、yu mi jie gan qian wei (CSF)liang chong tian ran qian wei (NCF)wei sheng wu zhi tian liao ,rPPwei ji ti shu zhi ,ju bing xi ma lai suan gan jie zhi wu (PP-g-MA)wei jie mian xiang rong ji ,bu tong xing tai de yang hua xin (na mi yang hua xin nano-ZnOhe si zhen zhuang jing xu yang hua xin T-ZnOw)wei fu zhu zeng jiang ji ,tong guo rong rong gong hun ji shu zhi bei le mo gui ju bing xi ji fu ge cai liao 。yun yong li xue xing neng shi yan ,sao miao dian jing (SEM)、dong tai li xue fen xi (DMA)、shi cha sao miao liang re fen xi (DSC)、re chong fen xi (TGA)deng shou duan yan jiu le tian liao dui rPPji fu ge cai liao de re jiang jie hang wei 、jie jing hang wei 、li xue deng xing neng de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming :han 5 wt%PP-g-MAde MCC/PP-g-MA/rPPti ji zai MCCtian jia 60 wt%shi li xue xing neng you yi 。fen bie tian jia T-ZnOwhe nano-ZnOyu MCC/PP-g-MA/rPPti ji zhong ,T-ZnOwhe MCCde xie tong zuo yong hui shi T-ZnOw/MCC/PP-g-MA/rPPfu ge cai liao de rPPzeng jia jiao lian dian ,xian zhi ji fen zi lian yun dong ,zeng jia chu neng mo liang (E’),jiang di sun hao jiao zheng qie zhi (tand),di gao cai liao de gang xing ,shi li xue xing neng geng you 。liang chong ZnOtian liao jun neng cu jin gao wen xia rPPfen zi lian yi fu ji jie jing ,nano-ZnOcheng he xiao guo geng hao 。you ying zhi suan /ben jia suan gai xing de yu mi jie gan qian wei (BSA-CSF)ti dai MCC,zai BSA-CSF tian jia 40 wt%、PP-g-MA tian jia liang wei 10 wt%shi BSA-CSF/PP-g-MA/rPP fu ge cai liao you zui jia li xue xing neng 。zai ZnO/BSA-CSF/PP-g-MA/rPPfu ge cai liao zhong ,nano-ZnOdui cai liao wan qu jiang du de ying xiang jiang yu T-ZnOw,er T-ZnOwdui cai liao chong ji jiang du de ying xiang bi nano-ZnOda 。gang xing de BSA-CSFhe ZnOhui zu ai rPPfen zi lian de yun dong ,gen ju gai jin de Avramifang cheng yan jiu fu ge cai liao de fei deng wen jie jing dong li xue de jie guo xian shi le yu ZnO/MCC/PP-g-MA/rPPti ji xiang tong de jie jing hang wei 。ZnO/NCF/rPPfu ge cai liao de re jiang jie dong li xue he zu ran xing neng de yan jiu fa xian ,BSA-CSF/PP-g-MA/rPPfu ge cai liao zhi xu tian jia 20%zu ran ji jiu you jiao hao de nai ran xing ,tian jia IFRzu ran ji shi ZnO/NCF/rPPfu ge cai liao li xue xing neng jiang di 。ZnOjiang di le cai liao de re jiang jie huo hua neng ,cui hua ju ge wu de jiang jie fan ying ,nano-ZnOde cui hua xiao guo bi T-ZnOwjiang 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北林业大学的程丹,发表于刊物东北林业大学2019-11-18论文,是一篇关于复合材料论文,无规共聚聚丙烯论文,微晶纤维素论文,玉米秸秆纤维论文,氧化锌论文,东北林业大学2019-11-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北林业大学2019-11-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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