發(fā)布時(shí)間：2021-04-09 13:31

　　以天然竹纖維粉（BF）為原料,分別通過氫氧化鈉和十六烷基三甲氧基硅烷（HTES）改性竹纖維,然后分別將天然和改性竹粉與聚丙烯（PP）復(fù)合擠出制備竹纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料。采用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）及水接觸角（WCA）表征了天然竹粉和改性竹粉的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)及親疏水性能;研究了添加5%的竹粉時(shí)PP復(fù)合材料力學(xué)性能。結(jié)果表明,硅烷偶聯(lián)劑成功接枝到竹纖維表面,竹粉WCA由26.4°提高到107.8°;熱變形實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示添加未改性竹粉后,純PP的熱變形溫度由78.3℃降到74℃,但是添加HTES改性竹粉后,PP復(fù)合材料的熱變形溫度提高到86.9℃,另外,與未改性竹粉相比,HTES改性竹粉能夠顯著提高PP的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度及彎曲模量。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2020,48(08)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

十六烷基三甲氧基硅烷對(duì)竹纖維表面改性機(jī)理

本實(shí)驗(yàn)采用FTIR測(cè)試了天然竹粉、NaOH處理以及HTES改性的竹粉表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，其結(jié)果如圖2所示。由圖可以看出，與未處理竹粉相比，NaOH處理24 h后的表面在1 700 cm-1處明顯少了一個(gè)吸收峰，這是羰基的伸縮振動(dòng)，說明植物纖維中的酯、有機(jī)酸類等物質(zhì)被堿溶液去除;此外，與HTES反應(yīng)后，在1 450 cm-1和840 cm-1位置出現(xiàn)了新的吸收峰，這分別是由Si—OH鍵和Si—O—C鍵的彎曲振動(dòng)引起的[1]。在波數(shù)為3 400 cm-1位置為—OH的吸收峰，竹纖維表面羥基與HTES反應(yīng)后，—OH數(shù)減少，因此—OH吸收峰強(qiáng)度減弱，使纖維極性降低。綜上，由紅外譜圖可以證實(shí)HTES改性竹粉制備成功。2.2 WCA測(cè)試分析

通常判斷材料表面親/疏水性能的依據(jù)為水接觸角(WCA)，其反映了液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度，WCA<90°時(shí)材料為親水性能。為了測(cè)定粉體表面的接觸角，本文采用壓片的方法獲得平整纖維表面，從而使用平面接觸角的測(cè)量方法。由于竹粉具有良好親水性能，它與疏水性PP樹脂間界面相容性極差，通過對(duì)竹粉表面進(jìn)行改性，提高其疏水性。圖3為未處理、NaOH處理及HTES改性的竹粉的水接觸角隨時(shí)間變化圖。由a曲線可以看到當(dāng)水滴剛接觸到纖維表面時(shí)，水接觸角為26.4°，然而在2 s內(nèi)水滴被完全吸收。而經(jīng)過NaOH處理24 h后，由于纖維極性被減弱，使得纖維水接觸角提高到88.5°，此外，經(jīng)過HTES改性后，纖維的WCA提高到107.8°，并且WCA在10 s內(nèi)變化不大，說明HTES改性使纖維表面變?yōu)槭杷阅�，這是由于硅烷水解后與纖維表面羥基發(fā)生反應(yīng)在纖維表面形成有機(jī)硅烷分子層，從而降低了纖維的極性。2.3 復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]植物纖維改性方法及其增強(qiáng)復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 韓寧寧,王訓(xùn)遒,陳琦,寧卓遠(yuǎn).  化工新型材料. 2020(03)
[2]復(fù)合材料用天然植物纖維改性研究進(jìn)展[J]. 馬紅亮,陳健,孔振武.  生物質(zhì)化學(xué)工程. 2019(04)
[3]天然植物纖維化學(xué)塑化改性研究進(jìn)展[J]. 周方浪,鄧佳,楊靜,楊海艷,鄭志鋒,史正軍.  廣州化工. 2018(03)
[4]發(fā)泡型植物纖維緩沖包裝材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 肖俊芳,肖生苓,高獻(xiàn)策.  森林工程. 2013(02)
[5]纖維素結(jié)構(gòu)研究的進(jìn)展[J]. 陳家楠.  纖維素科學(xué)與技術(shù). 1993(04)

博士論文
[1]植物纖維/ABS木塑復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 馬麗.華南理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]聚乳酸/木纖維復(fù)合材料的制備及其增容改性研究[D]. 栗江波.江蘇科技大學(xué) 2019
[2]植物纖維表面改性及聚丙烯復(fù)合材料的研究[D]. 張麗.青島科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3127708