本文關鍵詞：漢麻纖維增強聚丙烯復合材料VOC釋放及性能研究

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【摘要】：本課題采用非織造工藝和熱壓工藝制備了漢麻增強聚丙烯(漢麻/PP)復合材料,并且采用熱重質譜聯(lián)用系統(tǒng)(TG-MS)研究了漢麻纖維及聚丙烯纖維的熱解行為,并據此分析了漢麻/PP復合材料中VOC的來源。采用偶聯(lián)劑、熱處理、聚乙烯醇(PVA)及尿素改性對漢麻/PP復合材料VOC釋放以及力學性能優(yōu)化作了研究,然后針對選出的較優(yōu)工藝采用多指標優(yōu)化實驗得出了優(yōu)化改性工藝,并且研究了優(yōu)化工藝對復合材料力學、熱學、VOC釋放以及界面性能的影響。漢麻纖維以及聚丙烯纖維TG-MS測試結果表明：漢麻纖維中VOC釋放主要來源于脂肪族化合物,溫度對其VOC釋放有很大影響,隨著溫度的升高,漢麻纖維VOC釋放量逐漸降低。在復合材料制作溫度區(qū)間內聚丙烯有較好的熱穩(wěn)定性并且VOC釋放量較少,聚丙烯的主要熱分解發(fā)生在200℃～400℃區(qū)間內,其VOC釋放主要是由于自身的熱解。漢麻/PP復合材料中的VOC主要來源于漢麻纖維。漢麻/PP復合材料VOC釋放及力學性能優(yōu)化研究結果表明：改性后的復合材料力學性能相較未改性都出現(xiàn)了不同程度的提升,并且對于材料的彎曲性能以及剪切性能,PVA改性后的材料都獲得了最優(yōu)。改性后復合材料的VOC總釋放量相較未改性都出現(xiàn)了降低,其中尿素改性后效果最優(yōu),復合材料界面也是影響其自身VOC釋放的一個重要因素。尿素及PVA改性后,復合材料的氣味相較未改性出現(xiàn)了降低的效果,但是熱處理以及偶聯(lián)劑處理后材料的氣味出現(xiàn)了增大。綜合復合材料VOC以及力學性能,尿素以及PVA改性效果最優(yōu)。針對尿素以及PVA改性以復合材料力學性能為評價指標做了多指標優(yōu)化,并且研究了多指標優(yōu)化后的工藝對復合材料各項性能的影響。實驗結果表明,無論是拉伸、彎曲還是剪切性能,優(yōu)化改性后的復合材料都較未改性都得到了較為明顯的提升,同時優(yōu)化改性后復合材料的界面性能相較未改性也提到了提升。復合材料的熱穩(wěn)定性與其界面強度密切相關,未改性、PVA改性和尿素改性復合材料三個階段總活化能分別為176.84KJ·mol-1、392.56KJ·mol-1和224.60KJ·mol-1,PVA改性后復合材料熱穩(wěn)定性最優(yōu),與界面性能呈現(xiàn)相同趨勢。尿素及PVA改性后復合材料的甲醛和乙醛釋放量相較未改性都出現(xiàn)了較為明顯的下降,改性后復合材料總VOC釋放量相較未改性出現(xiàn)了降低,其中尿素改性后效果最優(yōu)。
【關鍵詞】：漢麻纖維 聚丙烯 復合材料 改性 VOC
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 學位論文的主要創(chuàng)新點3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 汽車材料的發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 天然纖維復合材料在汽車領域的應用11-12
• 1.4 麻纖維增強聚丙烯復合材料在汽車領域的應用以及現(xiàn)狀12-13
• 1.5 汽車內空氣污染危害及現(xiàn)狀13-16
• 1.6 天然纖維復合材料VOC釋放研究現(xiàn)狀16-17
• 1.7 本課題研究目的及主要內容17-19
• 1.7.1 本課題研究目的17
• 1.7.2 本課題主要內容17-19
• 第二章 漢麻及聚丙烯纖維熱解行為分析19-29
• 2.1 實驗原材料與設備20
• 2.1.1 實驗原材料20
• 2.1.2 實驗設備20
• 2.2 纖維熱解行為以及有機揮發(fā)物(VOC)測試20-21
• 2.3 漢麻纖維及聚丙烯纖維熱解行為分析21-26
• 2.3.1 漢麻纖維熱解行為分析21-24
• 2.3.2 聚丙烯纖維熱解行為分析24-26
• 2.4 本章小結26-29
• 第三章 漢麻/PP復合材料VOC釋放及力學性能優(yōu)化研究29-41
• 3.1 漢麻/PP復合材料VOC釋放及力學性能優(yōu)化改性工藝選擇29-31
• 3.1.1 偶聯(lián)劑改性工藝29-30
• 3.1.2 尿素及PVA改性工藝30
• 3.1.3 熱處理改性工藝30-31
• 3.2 實驗原材料與設備31-32
• 3.2.1 實驗原材料31
• 3.2.2 實驗設備31-32
• 3.3 漢麻纖維改性工藝32
• 3.4 漢麻/PP復合材料制備工藝及性能測試32-35
• 3.4.1 漢麻/PP復合材料制備32-33
• 3.4.2 漢麻/PP復合材料力學性能測試33-34
• 3.4.3 漢麻/PP復合材料VOC釋放測試34-35
• 3.5 改性工藝對漢麻/PP復合材料性能影響研究35-40
• 3.5.1 力學性能及界面性能35-37
• 3.5.2 VOC釋放37-39
• 3.5.3 氣味39-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第四章 漢麻/PP復合材料改性工藝優(yōu)化及其對復合材料性能影響研究41-59
• 4.1 實驗原材料與設備41-42
• 4.1.1 實驗原材料41
• 4.1.2 實驗設備41-42
• 4.2 漢麻纖維改性工藝42
• 4.3 漢麻/PP復合材料制備工藝及性能測試42-45
• 4.3.1 漢麻/PP復合材料制備工藝42
• 4.3.2 漢麻/PP復合材料力學性能測試42-44
• 4.3.3 漢麻/PP復合材料VOC釋放及熱學性能測試44-45
• 4.4 PVA及尿素改性工藝多指標優(yōu)化設計45-50
• 4.4.1 PVA改性工藝多指標優(yōu)化設計45-46
• 4.4.2 PVA改性工藝多指標優(yōu)化實驗結果分析46-47
• 4.4.3 尿素改性工藝多指標優(yōu)化設計47-48
• 4.4.4 尿素改性工藝多指標優(yōu)化實驗結果分析48-50
• 4.5 優(yōu)化改性工藝對漢麻/PP復合材料性能影響研究50-58
• 4.5.1 優(yōu)化改性對復合材料力學性能及界面性能影響研究50-53
• 4.5.2 優(yōu)化改性對復合材料熱穩(wěn)定性影響研究53-57
• 4.5.3 優(yōu)化改性對復合材料VOC釋放影響研究57-58
• 4.6 本章小結58-59
• 第五章 結論與展望59-61
• 5.1 結論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻61-67
• 碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況說明67-69
• 致謝69

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本文編號：1066242