本文關鍵詞：稀土熒光竹塑復合材料的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文利用竹粉、鋁酸鍶熒光粉、高密度聚乙烯、偶聯(lián)劑通過高速混合、密煉以及注塑成型的方法制備了稀土熒光竹塑復合材料,這種復合材料因綜合了竹粉、鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料以及高密度聚乙烯的諸多優(yōu)點而具發(fā)展應用的美好前景。對稀土熒光竹塑復合材料進行開發(fā)應用,不僅有利于緩解我國森林資源不足,木材供應價高緊缺的現(xiàn)狀,而且促進了稀土資源的開發(fā)和應用,增加了竹塑復合材料的發(fā)光性能,與此同時,解決了高分子聚合物、竹粉等廢棄物資源再生利用問題。本文首先篩選較優(yōu)的偶聯(lián)劑的種類及含量、熒光粉的含量及粒徑以制備綜合性能較優(yōu)的稀土熒光竹塑復合材料；然后利用含氫硅油改性竹粉和熒光粉提高復合材料的耐水性能,以擴大其應用范圍。為稀土熒光竹塑復合材料的開發(fā)和應用提供基礎。首先探討了馬來酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、異丙基三(硬脂�；�)鈦酸酯(YB-510)、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)三種偶聯(lián)劑對稀土熒光復合材料性能的影響,通過各種儀器分析表明,三種偶聯(lián)劑均能改善竹粉和熒光粉的分散性,減少了團聚現(xiàn)象,使得基體與填料間浸潤性改善,增強了復合材料的界面黏合作用,提高了復合材料的加工流動性能,三者之中較優(yōu)的偶聯(lián)劑為MAPE;然后對MAPE的含量做進一步研究,通過對添加2%、4%、6%、8%的MAPE的稀土熒光竹塑復合材料的發(fā)射光譜、力學性能、場發(fā)射電鏡(FESEM)進行分析以及利用紅外光譜(FT-IR)對復合材料的化學結(jié)構表征分析得出添加6%的MAPE的復合材料綜合性能較優(yōu),其內(nèi)竹粉和熒光粉在基體內(nèi)分散性改善較好,熒光粉摩擦受損率以及淬滅率較低,復合材料界面結(jié)合較好,副反應較少,二者的表面游離羥基與酸酐基團之間發(fā)生了酯化反應和氫鍵連接,MAPE起著連結(jié)兩種不同極性物質(zhì)的橋梁作用。然后對鋁酸鍶熒光粉的含量和粒徑對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響進行研究。通過添加不同含量的熒光粉,利用分析儀器對復合材料的性能進行表征說明,并利用FESEM對復合材料的拉伸斷面進行觀察,結(jié)果表明鋁酸鍶熒光粉的含量為13.7%時復合材料的綜合性能較優(yōu),發(fā)光效率較高,力學性能較好,遇熱較穩(wěn)定,熒光粉在基體中分散性較好,團聚現(xiàn)象較少,熒光粉利用率較高。對鋁酸鍶熒光粉的粒徑研究表明,隨著熒光粉粒徑的減小,稀土熒光竹塑復合材料的相對發(fā)光強度增大,彎曲強度、彎曲模量、拉伸強度和沖擊強度均先增大后減小,添加1500目熒光粉的復合材料中基體與填料浸潤性較好,界面粘合作用較強,復合材料的力學性能和動態(tài)流變性能較好；FESEM顯示,熒光粉粒徑越小,復合材料界面結(jié)合越強,但粒徑太小,團聚增多,界面結(jié)合變差；熱重分析表明,添加1500目熒光粉的復合材料熱穩(wěn)定性較好；因此添加1500目熒光粉的復合材料的綜合性能較優(yōu)。最后利用含氫硅油改性竹粉和熒光粉以使二者由親水性向疏水性轉(zhuǎn)變,從而提高稀土熒光竹塑復合材料的耐水性。接觸角分析表明：竹粉、熒光粉和復合材料的表面由親水性變?yōu)槭杷�；相比于未改性復合材�?改性復合材料的吸水率和吸水厚度膨脹率較低；經(jīng)11天水浸泡,改性復合材料的相對發(fā)光強度下降28.82%低于未改性復合材料的42.17%,改性復合材料的發(fā)光性能耐水性更好。隨著浸水時間的增長,復合材料的彎曲強度、彎曲模量、拉伸強度均下降并趨于穩(wěn)定,沖擊強度先增大后減小,然后趨于穩(wěn)定,與未改性復合材料相比,改性復合材料的彎曲強度、彎曲模量、拉伸強度的下降率較低,改性復合材料的力學性能遇水更穩(wěn)定。場發(fā)射掃描電鏡顯示,改性復合材料中熒光粉和竹粉在基體中分散較均勻、團聚減少、界面粘合強度改善。復合材料經(jīng)含氫硅油改性后,游離羥基數(shù)量減小,在1387.75 cm-1處出現(xiàn)Si-CH3的特征吸收峰,表明含氫硅油與竹纖維和熒光粉表面羥基發(fā)生了化學反應,形成了疏水性包覆層。
【關鍵詞】：鋁酸鍶熒光粉 竹粉 含氫硅油 流變性能 發(fā)射光譜 偶聯(lián)劑 竹塑復合材料
【學位授予單位】：福建農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 竹塑復合材料的發(fā)展研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 竹塑復合材料的原料14-18
• 1.3.1 竹纖維14-15
• 1.3.2 高分子聚合物15-16
• 1.3.3 偶聯(lián)劑16-18
• 1.4 熒光塑料的發(fā)展研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容及意義19-20
• 1.6 本課題的研究特色20-22
• 第二章 稀土熒光竹塑復合材料的制備與性能測試22-29
• 2.1 實驗部分22-23
• 2.1.1 實驗原料與試劑22
• 2.1.2 實驗設備與儀器22-23
• 2.2 稀土熒光竹塑復合材料的制備23-25
• 2.2.1 原料的篩選與改性處理23-24
• 2.2.2 偶聯(lián)劑對竹粉和鋁酸鍶熒光粉的預處理24
• 2.2.3 實驗工藝流程24-25
• 2.3 性能測試與結(jié)構表征25-28
• 2.3.1 熒光性能測試25
• 2.3.2 力學性能測試25-26
• 2.3.3 場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)測試26
• 2.3.4 熱重(TG)分析測試26
• 2.3.5 紅外光譜(FT-IR)測試26
• 2.3.6 動態(tài)流變性能測試26-27
• 2.3.7 接觸角測試27
• 2.3.8 吸水率和吸水厚度膨脹率測試27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 偶聯(lián)劑對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響29-48
• 3.1 偶聯(lián)劑種類對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響29-41
• 3.1.1 發(fā)射光譜分析29-30
• 3.1.2 力學性能分析30-33
• 3.1.2.1 彎曲強度和彎曲模量30-32
• 3.1.2.2 拉伸強度和沖擊強度32-33
• 3.1.3 熱重(TG)分析33-35
• 3.1.4 動態(tài)流變性能分析35-40
• 3.1.4.1 復合材料“似固體行為”對頻率的依賴性35-38
• 3.1.4.2 復合材料“Payne”效應對應變的依賴性38-40
• 3.1.5 FESEM分析40-41
• 3.2 MAPE含量對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響41-46
• 3.2.1 發(fā)射光譜分析42-43
• 3.2.2 力學性能分析43-44
• 3.2.2.1 彎曲強度和彎曲模量43-44
• 3.2.2.2 拉伸強度和沖擊強度44
• 3.2.3 FESEM分析44-45
• 3.2.4 FT-IR分析45-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第四章 鋁酸鍶熒光粉對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響48-72
• 4.1 鋁酸鍶熒光粉含量對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響48-58
• 4.1.1 紫外—可見光吸收光譜分析48-50
• 4.1.2 熒光光譜分析50-52
• 4.1.3 力學性能分析52-55
• 4.1.3.1 彎曲強度和彎曲模量52-53
• 4.1.3.2 拉伸強度和沖擊強度53-55
• 4.1.4 FESEM分析55
• 4.1.5 熱重(TG)分析55-58
• 4.2 鋁酸鍶熒光粉粒徑對稀土熒光竹塑復合材料性能的影響58-68
• 4.2.1 發(fā)射光譜分析59-60
• 4.2.2 力學性能分析60-63
• 4.2.2.1 彎曲強度和彎曲模量60-61
• 4.2.2.2 拉伸強度和沖擊強度61-63
• 4.2.3 動態(tài)流變性能分析63-68
• 4.2.3.1 復合材料“似固體行為”對頻率的依賴性63-65
• 4.2.3.2 復合材料“Payne"效應對應變的依賴性65-68
• 4.3 FESEM分析68
• 4.4 熱重(TG)分析68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第五章 含氫硅油改性稀土熒光竹塑復合材料的性能研究72-83
• 5.1 實驗方法及反應機理72-73
• 5.2 接觸角分析73-74
• 5.3 吸水率和厚度膨脹率分析74-75
• 5.4 吸水時間對發(fā)射光譜的影響75-77
• 5.5 吸水時間對力學性能的影響77-79
• 5.5.1 吸水時間對彎曲強度和彎曲模量的影響77-78
• 5.5.2 吸水時間對拉伸強度和沖擊強度的影響78-79
• 5.6 FESEM分析79-80
• 5.7 FT-IR分析80-81
• 5.8 本章小結(jié)81-83
• 第六章 結(jié)論與建議83-87
• 6.1 結(jié)論83-85
• 6.2 建議85-87
• 參考文獻87-95
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文95-96
• 致謝96

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋劍斌;袁全平;黃彪;侯俊峰;楊文斌;;適宜共混速度改善低密度聚乙烯/竹粉復合材料力學與流變性能[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2015年13期

2 周嚇星;陳禮輝;黃舒晟;蘇國基;余雁;;竹粉/聚丙烯發(fā)泡復合材料加速老化性能的研究[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2014年07期

3 王洪宇;隋國鑫;;文冠果殼纖維/高密度聚乙烯復合材料的力學性能[J];科技導報;2014年09期

4 李陽;李大綱;徐朝陽;張然然;;納米纖維素增強聚苯胺復合材料的制備及性能[J];科技導報;2014年Z1期

5 于e，

本文編號：360118