植物纖維和樹脂的界面相容性差一直制約著天然纖維復合材料的發(fā)展和應用。分別對劍麻纖維（SF）進行了堿-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制備了SF/高密度聚乙烯（HDPE）復合材料。觀察了劍麻纖維表面以及復合材料斷面的微觀形貌,表征了改性前后纖維基團的變化,研究了協(xié)同改性處理對劍麻纖維及其復合材料力學性能的影響。結果表明,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,復合材料最大拉伸強度和彎曲強度相對于未改性纖維復合材料分別提高18.64%和20.25%。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2020,48(08)北大核心

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【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，纖維結構不可見，這些雜質使得劍麻纖維很容易與基體樹脂脫黏。圖2b顯示，經過堿處理后，劍麻纖維表面的雜質基本被清除，纖維結構裸露。這種凹凸的溝槽表面有助于纖維與基體樹脂的黏結。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膩，這是因為纖維表面接枝了MMA，并且經過接枝處理后，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，這是由于纖維表面黏結了KH550偶聯(lián)劑。2.3 單根纖維拉伸強度

2.5 復合材料彎曲強度協(xié)同改性處理同樣有助于提高SF/HDPE復合材料的彎曲強度。如圖4所示，在纖維添加量相同時，堿-偶聯(lián)協(xié)同處理纖維復合材料的彎曲強度最大，其次為堿-接枝協(xié)同處理和堿處理纖維復合材料，最小的為未改性纖維復合材料。在纖維添加量為12%時，各組復合材料的彎曲強度均達到最大值，未改性纖維復合材料彎曲強度為22.57 MPa，堿處理纖維復合材料的為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，受加工過程中流動影響，劍麻纖維在流動方向的取向度高，如同一根根骨架排布在復合材料中，承受橫向壓力。因此復合材料的彎曲強度有較大的提升。未改性的纖維與HDPE界面相容性差，容易團聚，產生應力集中點，因此彎曲強度增加不明顯。

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



本文編號：3064200