红麻纤维增强聚乙烯和聚丙烯的制备及其性能研究

论文摘要

红麻具有纤维含量高、韧性大、密度小和其板材环保、容易加工、价格低廉、性能优良的特点。为了充分利用我国丰富的红麻资源以及开发实用型的环保材料,进行红麻纤维增强聚乙烯（PE）/聚丙烯（PP）树脂的研究具有重要的意义。本实验选用热碱溶液和KH-550硅烷偶联剂对红麻纤维进行改性。采用微机差热天平（HCT-2）对未经改性和KH-550偶联改性的红麻纤维进行TG分析,根据两者的失重温度范围确定了纤维干燥的合适温度范围为40℃-137℃。此外,用红外光谱对纤维结构进行了表征。采用RM-200转距流变仪对不同配比的红麻纤维和PE（或PP）的物料进行共混,根据流变曲线分析了各种条件对加工性能的影响,同时选取部分共混物料进行了热解试验以及红外光谱分析。用微机控制电子万能试验机（MT5105）和屏显冲击试验机（JB-500）测试了KF/PE（KF/PP）复合材料试样的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性等。测试结果表明：未经处理的红麻纤维增强PE效果显著,其含量为10%时,共混料粉碎后压制的KF/PE复合材料试样的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性分别比PE提高了4.7%、106.3%、37.5%。在纤维长度为1.5mm,纤维含量为10%时,KH-550硅烷偶联剂改性的KF/PP复合材料的弯曲强度比PP提高了6.9%。红麻纤维长度分别为1.5mm、2mm、4mm、6mm的KF/PP共混材料的力学性能对比实验中,纤维长度为2mm时共混材料的力学性能最好,其力学性能高于共混物粉碎后压制成的试样。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 植物纤维增强聚合物基复合材料的研究
• 1.1.1 国内研究现状
• 1.1.2 国外研究现状
• 1.2 植物纤维增强复合材料的制品配方设计及生产工艺
• 1.2.1 植物纤维简介
• 1.2.2 植物纤维增强塑料制品的配方设计和生产工艺
• 1.2.3 植物纤维复合材料的应用领域
• 1.3 基体树脂的性质
• 1.3.1 聚丙烯的性质
• 1.3.2 聚乙烯的性质
• 1.4 红麻的纤维特征和化学组分
• 1.4.1 红麻简介
• 1.4.2 红麻纤维的特点
• 1.4.3 红麻的化学组分
• 1.5 改善植物纤维/热塑性塑料界面相容性的方法
• 1.6 本课题研究的目的、内容及意义
• 第2章 实验
• 2.1 实验原材料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 红麻纤维的预处理与表面改性
• 2.3.1 红麻纤维预处理
• 2.3.2 红麻纤维改性的方法
• 2.3.3 红麻纤维改性
• 2.4 实验参数确定、试样的制备及性能测试
• 2.4.1 制样设备的工艺参数
• 2.4.2 红麻纤维增强复合材料的试样制备
• 2.4.3 性能测试
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 红麻纤维的表面处理
• 3.1.1 红麻纤维的TG试验
• 3.1.2 不同方法处理的红麻纤维的红外光谱分析
• 3.1.3 小结
• 3.2 红麻纤维增强PE的性能研究
• 3.2.1 不同处理方法对KF/PE复合材料性能的影响
• 3.2.2 红麻纤维长度对KF/PE复合材料性能的影响
• 3.2.3 不同含量的红麻纤维增强PE的性能研究
• 3.2.4 小结
• 3.3 红麻纤维增强PP的性能研究
• 3.3.1 不同处理方法对KF/PP复合材料性能的影响
• 3.3.2 红麻纤维长度对KF/PP复合材料性能的影响
• 3.3.3 不同含量的红麻纤维增强PP的性能研究
• 3.3.4 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢