植物纖維和樹脂的界面相容性差一直制約著天然纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用。分別對(duì)劍麻纖維（SF）進(jìn)行了堿-偶聯(lián)協(xié)同處理和堿-接枝協(xié)同處理,并利用雙螺桿擠出機(jī)制備了SF/高密度聚乙烯（HDPE）復(fù)合材料。觀察了劍麻纖維表面以及復(fù)合材料斷面的微觀形貌,表征了改性前后纖維基團(tuán)的變化,研究了協(xié)同改性處理對(duì)劍麻纖維及其復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,堿-偶聯(lián)協(xié)同處理的改性效果更好,劍麻纖維與HDPE的相容性得到明顯改善,復(fù)合材料最大拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度相對(duì)于未改性纖維復(fù)合材料分別提高18.64%和20.25%。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2020,48(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

劍麻纖維紅外光譜圖

從圖2a可看出，未改性處理的纖維表面覆蓋了許多雜質(zhì)，纖維結(jié)構(gòu)不可見，這些雜質(zhì)使得劍麻纖維很容易與基體樹脂脫黏。圖2b顯示，經(jīng)過堿處理后，劍麻纖維表面的雜質(zhì)基本被清除，纖維結(jié)構(gòu)裸露。這種凹凸的溝槽表面有助于纖維與基體樹脂的黏結(jié)。圖2c為堿-接枝協(xié)同處理的劍麻纖維，纖維表面的溝槽變得更細(xì)膩，這是因?yàn)槔w維表面接枝了MMA，并且經(jīng)過接枝處理后，纖維更松散。圖2d為堿-偶聯(lián)協(xié)同處理的劍麻纖維，纖維表面布滿了白點(diǎn)，這是由于纖維表面黏結(jié)了KH550偶聯(lián)劑。2.3 單根纖維拉伸強(qiáng)度

2.5 復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度協(xié)同改性處理同樣有助于提高SF/HDPE復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。如圖4所示，在纖維添加量相同時(shí)，堿-偶聯(lián)協(xié)同處理纖維復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度最大，其次為堿-接枝協(xié)同處理和堿處理纖維復(fù)合材料，最小的為未改性纖維復(fù)合材料。在纖維添加量為12%時(shí)，各組復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度均達(dá)到最大值，未改性纖維復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度為22.57 MPa，堿處理纖維復(fù)合材料的為24.18 MPa，相較于未改性的提高了7.13%;堿-接枝協(xié)同處理纖維復(fù)合材料的為26.25 MPa，相較于未改性的提高了16.30%;堿-偶聯(lián)協(xié)同處理纖維復(fù)合材料的為27.14 MPa，相較于未改性的提高了20.25%。其原因在于，堿-接枝協(xié)同處理和堿-偶聯(lián)協(xié)同處理很大程度的改善了劍麻纖維與HDPE之間的界面相容性，使得纖維均勻分散于HDPE中，并且界面粘接牢固。同時(shí)，受加工過程中流動(dòng)影響，劍麻纖維在流動(dòng)方向的取向度高，如同一根根骨架排布在復(fù)合材料中，承受橫向壓力。因此復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有較大的提升。未改性的纖維與HDPE界面相容性差，容易團(tuán)聚，產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)，因此彎曲強(qiáng)度增加不明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]可生物降解PBS/劍麻纖維復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 付曉雷.鄭州大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3064200