本文關(guān)鍵詞：漆酶改性黃麻纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究

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【摘要】：采用麻纖維作為增強(qiáng)體制備的樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、成本低、毒性低、可再生和力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。但由于麻纖維具有較強(qiáng)的極性和親水性,使其與非極性樹脂間的界面粘結(jié)性差,導(dǎo)致復(fù)合材料性能下降。為了得到性能優(yōu)良的麻纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料,需要對麻纖維進(jìn)行疏水化改性,以提高與疏水性樹脂基體之間的界面相容性。通過漆酶催化麻纖維表面木質(zhì)素氧化生成活性自由基,引發(fā)具有疏水結(jié)構(gòu)的沒食子酸酯單體接枝到麻纖維表面的木質(zhì)素上,可在纖維表面形成疏水性聚合物結(jié)構(gòu)，，不僅可以有效降低麻纖維的親水性,改善麻纖維與疏水性樹脂基體間的界面相容性；在麻纖維表面形成的疏水性聚合物層,還可作為纖維增強(qiáng)體與樹脂基體之間應(yīng)力傳遞的橋梁和復(fù)合材料界面抵抗應(yīng)力的弱邊界層,提高麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。本文利用紅外、元素分析法和掃描電鏡對黃麻織物接枝沒食子酸酯進(jìn)行了表征,用皂化反滴定法測定了漆酶催化黃麻織物接枝沒食子酸酯的接枝率,并對反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,較優(yōu)的工藝條件是：漆酶2.5 U/mL,沒食子酸酯10 mM,反應(yīng)溫度50℃,反應(yīng)時間4 h,緩沖液pH為3.5。接枝沒食子酸酯后的黃麻織物接觸角和水滴潤濕時間顯著提高,且沒食子酸酯的烷基鏈越長,疏水效果越明顯。在上述研究的基礎(chǔ)上,選用接枝沒食子酸酯疏水化改性后的黃麻織物作為增強(qiáng)體制備聚丙烯(PP)復(fù)合材料,結(jié)果表明,接枝沒食子酸酯的黃麻/PP復(fù)合材料的吸水率和厚度膨脹率有不同程度的下降,拉伸強(qiáng)力和拉伸模量均有所增加,動態(tài)熱機(jī)械性能改善,斷裂界面形貌顯示疏水化改性后的黃麻纖維與PP樹脂間的界面粘結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng),且烷基疏水鏈越長,改善效果越明顯。選用疏水性烷基鏈最長的沒食子酸月桂酯(12個C)處理黃麻織物,結(jié)果表明接枝沒食子酸月桂酯的黃麻／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的吸水率和厚度膨脹率均下降,拉伸強(qiáng)力和拉伸模量顯著增加,動態(tài)熱機(jī)械性能提高,斷裂界面電鏡圖片顯示疏水化改性后的黃麻纖維與樹脂間的粘結(jié)程度較高。說明疏水化改性后黃麻纖維與樹脂間的界面相容性得到改善,界面牢度增強(qiáng),復(fù)合材料的力學(xué)性能提高。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ327;TB332

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本文編號：1166813