【摘要】：以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)樹脂為基體,稻草纖維為填充材料,在不添加偶聯(lián)劑的情況下,通過模壓成型法制備了ABS/稻草纖維木塑復(fù)合材料。采用萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、熱失重分析儀、掃描電子顯微鏡、凝膠滲透色譜儀、旋轉(zhuǎn)流變儀研究了模壓溫度和纖維含量對(duì)ABS/稻草纖維木塑復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,ABS/稻草纖維木塑復(fù)合材料的最佳模壓溫度和最佳纖維比例分別為170℃和100/30;當(dāng)模壓溫度為210℃時(shí),稻草纖維碳化嚴(yán)重,其表面硅制層脫落,纖維與樹脂的界面結(jié)合強(qiáng)度降低,但纖維呈致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有利于沖擊應(yīng)力的吸收;ABS的相對(duì)分子質(zhì)量隨模壓溫度的升高而減小,樹脂基體沖擊性能增強(qiáng);當(dāng)模壓溫度為170~190℃、纖維含量為30~40份時(shí),纖維在樹脂基體中的強(qiáng)度和分散性較好,力學(xué)性能較高。
【圖文】：

２０１７年９月中國塑料·７５·維木塑復(fù)合材料，使用高速萬能粉碎機(jī)將試樣打成粉末，并用７５μｍ的篩子篩選，并將篩選出的粉末在干燥箱中１００℃下干燥１２ｈ；將干燥后的粉末送入旋轉(zhuǎn)流變儀中測(cè)試ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的流變性能，旋轉(zhuǎn)流變儀的轉(zhuǎn)速為１０ｒａｄ／ｓ；拉伸性能按ＧＢ／Ｔ１０４０．２—２００６測(cè)試，拉伸速率為１０ｍｍ／ｍｉｎ；彎曲性能按ＧＢ／Ｔ１７６５７—２０１３測(cè)試，彎曲速率為１０ｍｍ／ｍｉｎ；沖擊性能按ＧＢ／Ｔ１０４３—１９９３測(cè)試，試樣無缺口，擺錘速率為３．８ｍ／ｓ。２結(jié)果與討論２．１模壓溫度對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響２．１．１力學(xué)性能分析由圖１（ａ）可知，隨著模壓溫度的升高，ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)模壓溫度為１７０℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值（２２．９ＭＰａ）。這是因?yàn)楫?dāng)模壓溫度較低時(shí)，ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的黏度較大，導(dǎo)致稻草纖維在基體中分布不均勻，部分稻草纖維團(tuán)聚，，在外力作用下容易引發(fā)應(yīng)力集中和應(yīng)力缺陷。隨著模壓溫度的升高，基體中纖維的流動(dòng)性增強(qiáng)，稻草纖維均勻分布于基體中形成搭接、纏繞和勾連，從而形成連續(xù)相。同時(shí)，溫度的升高導(dǎo)致了稻草中部分半纖維素和木質(zhì)素的降解，降低了纖維極性，復(fù)合材料界面相容性增強(qiáng)。隨著溫度的進(jìn)一步上升，稻草纖維碳化程度加劇，造成復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。與拉伸強(qiáng)度不同的是，彎曲強(qiáng)度在２００℃時(shí)達(dá)到最大值（４２．３４ＭＰａ）。這可能是因?yàn)榈静堇w維一定程度的碳化對(duì)復(fù)合材料體系起到了潤滑作用，提高了纖維的

·７６·稻草纖維填充ＡＢＳ復(fù)合材料的制備及性能研究１—ＡＢＳ２—稻草纖維３—ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料（ａ）ＴＧ（ｂ）ＤＴＧ圖２ＡＢＳ、稻草纖維及其ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料ＴＧ和ＤＴＧ曲線Ｆｉｇ．２ＴＧａｎｄＤＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＡＢＳ，ｓｔｒａｗｆｉｂｅｒａｎｄＡＢＳ／ｓｔｒａｗｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ圖３是不同模壓溫度下ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的ＴＧ曲線。其曲線形態(tài)近乎一致，對(duì)比復(fù)合材料的初始失重溫度（以１％的失重為標(biāo)準(zhǔn)）可以發(fā)現(xiàn)：模壓溫度為１７０℃的復(fù)合材料的初始失重溫度最高，其次則依次為１９０、１５０和２１０℃，說明模壓溫度為１７０℃時(shí)，復(fù)合材料的界面強(qiáng)度較大，阻礙了熱能的傳遞；殘?zhí)柯蕿椋海玻保啊妫荆保担啊妫荆保梗啊妫荆保罚啊妫茨簻囟葹椋保罚啊娴膹?fù)合材料的殘余物最多，阻燃性能較好；由此可知，當(dāng)模壓溫度為１７０℃時(shí)，ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性最好。模壓溫度／℃：１—１５０２—１７０３—１９０４—２１０圖３不同模壓溫度時(shí)ＡＢＳ／稻草纖維木塑復(fù)合材料的ＴＧ曲線Ｆｉｇ．３ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＡＢＳ／ｓｔｒａｗｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ２．１．３ＳＥＭ分析從圖４可以看出，秸稈外表面存在凸起狀硅質(zhì)層，這是由于礦質(zhì)化、栓質(zhì)化的結(jié)果，硅質(zhì)層能夠增強(qiáng)秸稈的強(qiáng)度以及抗倒伏，也能防止內(nèi)部水分過度蒸發(fā)［２０］。在模壓過程中，樹脂基體在溫度和壓力的作用下能與圖４稻草纖維的ＳＥＭ照片Ｆｉｇ．４ＳＥ

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本文編號(hào)：2580997