近年來人們對環(huán)保越來越關注。聚乳酸作為一種性能優(yōu)良的環(huán)境友好型材料,一直受到人們的喜愛,但因自身性能因素影響導致其使用范圍受限,為了擴寬它的使用范圍一個簡單有效的方法是添加填料。玄武巖纖維是由天然巖石拉絲而成的,性能優(yōu)良且環(huán)保,但其與聚合物之間的界面性能較差。本文采用溶液法混合后熱壓的方法,制備了以聚乳酸為基底材料,玄武巖纖維為加強材的復合材料,并對其性能進行檢測。論文的主要研究內容如下:（1）為了改進玄武巖纖維與聚乳酸基材之間的界面相互作用,首先對玄武巖纖維使用超聲處理、酸刻蝕和堿刻蝕三種方法進行表面預處理。玄武巖纖維經超聲處理1.5 h后表面雜質可去除部分,但仍能觀察到不光滑的表面。經3 mol/L鹽酸溶液刻蝕1-12 h,纖維表面逐漸變得光滑,在刻蝕6 h時表面最為光滑,繼續(xù)刻蝕纖維再次表現(xiàn)出粗糙的表面。經3 mol/L的氫氧化鈉溶液刻蝕1-12 h,纖維表面變得更加粗糙,甚至纖維骨架結構被破壞,出現(xiàn)凹槽。（2）通過水熱法成功在玄武巖纖維表面原位生長了二氧化硅納米粒子,并用偶聯(lián)劑KH-550對纖維進行了處理,以提高聚乳酸與玄武巖纖維之間的界面相互作用。（3）以二氯甲烷為溶劑,通過... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚乳酸分子式Fig.1-1Polylacticacidmolecularformula

緒論3圖1-2玄武巖短切纖維Fig.1-2Basaltchoppedfiber1.2研究現(xiàn)狀1.2.1玄武巖纖維改性研究進展迄今為止，國內外對玄武巖纖維增強聚乳酸的報道較少，主要集中在纖維長度、纖維分散性以及纖維表面改性對復合材料力學性能的影響等方面。目前為了使玄武巖纖維與聚乳酸界面能夠更好的結合，更多研究者采用對玄武巖纖維表面進行處理，方法具體有以下幾種：（1）酸/堿刻蝕改性：酸/堿刻蝕改性是對纖維表面進行改性最常用的方法之一，其改性效果主要受所用刻蝕溶液的種類、濃度、反應時間和反應溫度的影響。另外，酸堿溶液還可以增加玄武巖纖維表面反應性硅醇的數(shù)量，有利于提高復合材料的界面性能[31]。Zhu等[32]首先將連續(xù)玄武巖纖維切成2cm的長度，浸泡在La-EDTA溶液中刻蝕48h。結果表明，刻蝕后的纖維表面出現(xiàn)明顯的晶體顆粒，使纖維表面粗糙度增加，通過紅外發(fā)現(xiàn)纖維表面的-OH離子數(shù)量和活性增加，并且纖維的拉伸斷裂強度由原來的124mN提升到了163mN。Li等[33]使用濃度不同的鹽酸對玄武巖纖維纖維進行刻蝕。結果表明，鹽酸刻蝕不可避免地會破壞纖維的單絲拉伸強度，鹽酸濃度越高，纖維強度越低。使用1mol/L鹽

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文6圖1-3硅烷偶聯(lián)劑改性纖維機理Fig.1-3Mechanismofsilanecouplingagentmodifiedfiber（3）表面涂層改性：表面涂層改性是通過將含有各種官能團的漿料涂覆在纖維表面從而達到特定目的的一種改性方法，改性方法多種多樣且具有很強的結構設計性[56]，表面涂層處理方法主要有氣相沉積法和聚合物涂層法等[57]。纖維改性后的表面性能主要取決于涂層的組成成分，是一種既簡單又實用的纖維表面改性方法。它不僅可以起到保護纖維表面，還可以創(chuàng)造可塑性界面，達到消除界面應力的作用。Zhang[58]等使用聚丙烯酰胺/環(huán)氧/納米SiO2三元復合涂料對玄武巖纖維進項改性。發(fā)現(xiàn)經過改性后纖維的親水性得到很大改善，表面變得粗糙，耐酸堿性得到良好保持，對大腸桿菌的吸附率增加了一倍。TáBI等[25]通過使用連續(xù)擠壓涂覆技術和特殊模具，用聚乳酸涂覆連續(xù)玄武巖纖維，并制備聚乳酸/長玄武巖纖維復合材料和聚乳酸/短切玄武巖復合材料，將兩者性能進行比較。發(fā)現(xiàn)長玄武巖纖維增強的聚乳酸的機械性能優(yōu)于短玄武巖纖維增強的聚乳酸，但是長玄武巖纖維的成核能力和效率不及短切玄武巖纖維。Wang等[59]使用多巴胺作為連接料，成功將氧化石墨烯涂覆在纖維表面，與聚酰胺制備復合材料。研究表明，纖維表面上的氧化石墨烯涂層會增加纖維的表面粗糙度，可以改善與基體聚酰胺之間的黏合性能，同時形成機械互鎖使復合材料擁有更高的機械性能。此時復合材料的沖擊強度和抗彎強度分別提高了13.6%和12.7%。Talebi等[60]研究了在玄武巖纖維表面上合成二氧化硅氣凝膠對樣品的物理性能影響。結果顯示，未經處理的纖維呈現(xiàn)處光滑的表面，涂覆二氧化硅氣凝膠后，纖維表面粗糙度顯著增加，因為氣凝膠存在介孔所以纖維的比表面積得到巨大提升。經過改?

【參考文獻】：
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本文編號：3037108