發(fā)布時(shí)間：2021-10-31 14:52

　　【目的】探討竹葉和高密度聚乙烯（HDPE）制備竹葉基復(fù)合材料的可行性,以提高竹葉的附加值,實(shí)現(xiàn)竹葉廢棄物的綜合利用。【方法】以經(jīng)乙醇提取后的毛竹Phyllostachys edulis葉為原料,HDPE為增強(qiáng)基體,添加適量助劑,采用熱壓成型與注塑成型2種工藝制備竹葉/HDPE復(fù)合材料。利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、 X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）、熱重分析儀（TGA）進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能的表征,探究不同成型工藝下不同竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合材料的性能影響�！窘Y(jié)果】熱分析結(jié)果表明:2種工藝制備的竹葉/HDPE復(fù)合材料熱穩(wěn)定性均隨著竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高。力學(xué)性能結(jié)果表明:隨竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,注塑成型竹葉/HDPE復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度逐漸降低,抗拉模量逐漸增大;彎曲強(qiáng)度先增大后減小,當(dāng)竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí),熱壓成型和注塑成型復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度均達(dá)到最大,分別為28.72和30.20 MPa。隨竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,2種工藝制備的復(fù)合材料彎曲模量逐漸增大,最大值分別為1 564.92和1 696.15 MPa;沖擊強(qiáng)度逐漸減小�！窘Y(jié)論】相比而言,熱壓成型竹葉/HDPE復(fù)合材料熱力學(xué)性能更加穩(wěn)... 

【文章來(lái)源】：浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

竹葉、HDPE及復(fù)合材料的紅外光譜

2種工藝制備的竹葉/HDPE復(fù)合材料原材料相同，造粒批次相同，因而具有相同的X射線衍射光譜圖。如圖2A所示：2θ=22.63°處和2θ=25.12°處出現(xiàn)大且尖利的強(qiáng)衍射峰。其中2θ=22.63°處特征峰歸屬于竹纖維（002）結(jié)晶衍射峰[8]和HDPE(110）結(jié)晶衍射峰[9],2θ=25.12°處的衍射峰歸屬于HDPE(200）結(jié)晶衍射峰[10]。Jade軟件計(jì)算得到HDPE的相對(duì)結(jié)晶度為69.46%,HE1、HE2、HE3、HE4、HE5和HE6的相對(duì)結(jié)晶度依次為45.70%、45.15%、41.79%、32.61%、23.48%、13.62%；由此認(rèn)為：隨著竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，熱壓成型復(fù)合材料結(jié)晶度依次下降；這可能是竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加導(dǎo)致復(fù)合材料的無(wú)定型區(qū)域增大所致。由圖2B可知：復(fù)合材料保留了竹葉和HDPE的原有特征峰，沒(méi)有生成新的特征衍射峰；說(shuō)明在成型過(guò)程中，復(fù)合材料沒(méi)有生成新的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。2.3 竹葉、HDPE及復(fù)合材料的熱重分析

由圖4A和表2可知：隨著竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)。當(dāng)竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí)，注塑成型和熱壓成型復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度均達(dá)到最大值（30.20和28.72 MPa）；竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)40%時(shí)，彎曲強(qiáng)度明顯下降，這可能是因?yàn)檫^(guò)量竹葉影響了與HDPE的界面結(jié)合強(qiáng)度，竹葉纖維相互作用力加強(qiáng)，使得塑料基體間的團(tuán)聚現(xiàn)象加劇，一旦受到外力，易引起應(yīng)力集中且增大發(fā)生缺陷的概率。由圖4B和表2可知：復(fù)合材料彎曲模量隨著竹葉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，2種工藝制備的復(fù)合材料彎曲模量最大值分別為1 564.92和1 696.15 MPa。這主要是由于竹葉纖維具有較強(qiáng)的比強(qiáng)度和比剛度。成型工藝會(huì)影響竹葉和HDPE基體之間的界面黏結(jié)，相比之下，熱壓成型使得竹葉具有更明顯的團(tuán)聚傾向，這些團(tuán)聚點(diǎn)很容易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致竹葉/HDPE復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度降低，力學(xué)性能下降。因此，注塑成型工藝制備的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和彎曲模量提高更加明顯。圖4 竹葉/HDPE復(fù)合材料彎曲性能

【參考文獻(xiàn)】：
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