张丽[1]2007年在《植物纤维表面改性及聚丙烯复合材料的研究》文中研究说明植物纤维／热塑性塑料复合材料是以塑料为基体，与植物纤维材料以不同途径复合形成的一种新型绿色环保材料。由于植物纤维是亲水的极性材料，而聚丙烯是疏水的非极性材料，两者的相容性较差。对植物纤维进行表面改性，降低其极性是改善两者相容性的有效途径之一。本文着重做了以下工作：将稻壳粉、甘蔗渣、硬杂木及竹粉分别进行了碱处理和硅烷化处理，其中碱处理包括不同处理时间(24h，48h，72h，96h)和不同处理浓度(10％，15％，20％，25％)，硅烷处理包括不同处理时间(24h，48h，72h，96h)，分别测定了纤维在处理前后的表面自由能和极性表面能并进行分析比较。实验结果表明：植物纤维经过碱处理和硅烷化处理后，纤维的极性表面自由能得以降低，并且碱处理的最佳时间是72h，最佳浓度是20％，硅烷化处理的最佳时间为72h。FTIR证实处理后的植物纤维表面-OH因不同程度地发生了反应而减少，从而使植物纤维极性降低。并从复合材料力学性能的宏观角度，将不同处理条件下植物纤维与聚丙烯复合，讨论了不同处理条件对复合材料性能的影响。对不同处理条件植物纤维／PP复合体系进行力学测试，实验结果表明：浓度为20％的NaOH溶液处理植物纤维72 h时复合材料的力学性能最佳；5％Al51甲醇溶液处理植物纤维72 h时复合材料的力学性能最佳。复合材料的拉伸强度，断裂伸长率，弯曲强度，冲击强度，熔体流动速率，硬度及维卡软化温度分别提高了5％，22％，5％，33％，42％，6％和2％。通过SEM观察复合材料冲击断面，从微观角度证实处理后的植物纤维在复合材料中的分布更加均匀，与树脂结合更好。研究了稻壳粉、甘蔗渣、硬杂木及竹粉四种植物纤维处理前后随着填充量的变化对复合材料的性能的影响。我们分别对碱处理和硅烷化处理的植物纤维／聚丙烯复合材料和未处理的植物纤维／聚丙烯复合材料进行了性能测试。实验结果表明：植物纤维的加入，使复合材料具有了更好的刚性，弯曲强度和硬度随植物纤维含量的增加明显增强，复合材料的吸水性随纤维含量的增加而增强，复合材料的耐热性改善，维卡软化温度升高；随植物纤维含量的增加，复合材料的拉伸强度和冲击强度下降，断裂伸长率下降，复合材料的流动速率减小。当植物纤维含量达40份时，复合材料的综合性能较好。经过处理的植物纤维／聚丙烯复合材料的力学性能、吸水性能、流动性能和热性能，相对于未经处理的植物纤维均有不同程度的提高，说明植物纤维的表面处理改善了其与聚丙烯的相容性。本文从植物纤维本身特性角度出发，探讨优化复合材料性能的方法。使用了润湿理论研究植物纤维的表面特性，通过Washburn动态法与杨氏方程的联合应用，计算出了植物纤维处理前后代表其极性的极性表面自由能的大小，达到预测植物纤维与聚丙烯相容性的作用，同时从宏观的角度对其结论进行验证，并且结论一致。
白绘宇[2]2002年在《植物纤维/聚丙烯复合材料结构与性能的研究》文中研究表明研究植物纤维／聚丙烯复合材料的意义在于这种材料具有人类亲和性，环保友好性和可持续性。通过对这种材料的开发和应用，我们可以为丰富的植物纤维开辟一个崭新的应用领域，提高植物纤维的综合利用水平，降低因废弃资源处理不当造成的严重损害，对国家的环境整治工程具有十分明显的促进作用，同时，我们还可以减少聚丙烯的用量。因此，开发这种复合材料不失为一条无污染处理农业废弃物，使它们能“变废为宝”的有效途径，并且还能降低原材料成本，节约能源。可见，对这种材料的研究意义深远。 由于植物纤维是亲水的极性材料，而聚丙烯是疏水的非极性材料，两者的相容性较差，而且植物纤维在聚丙烯熔体中的分散性也较差。针对这些问题，本实验采用物理方法与化学方法对植物纤维进行了改性。实验结果表明：复合体系中，当植物纤维含量较低时，纤维经物理改性即碱处理的办法即可获得强度较好的复合材料；当植物纤维含量较高时，纤维需经化学改性的方法才可以得到强度较好的复合材料，即在体系中加入马来酸酐接枝聚丙烯共聚物(MAPP)提高植物纤维与聚丙烯的相容性，改善纤维在聚丙烯熔体中的分散性。然而，这种复合材料的脆性较大，本实验选用叁元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)分别对其进行增韧改性。结果表明：采用POE得到的复合材料的力学性能和加工性能均优于用EPDM得到的复合材料的性能。此外，还对复合体系的微观结构以及加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)后对‘含有EPDM或POE体系进行了一些探索，对微观结构有了一些认识，并发现加入DCP后对材料的性能不利。因此，对这种复合材料的研究具有一定的实用价值和理论价值。
张庐陵[3]2009年在《竹纤维复合材料的组织设计、制备与性能研究》文中认为课题在研究竹纤维的结构与性能及所选基体材料的特点与性能的基础上,用竹纤维与树脂基体制备成不同的竹纤维复合材料,并对其拉伸、压缩、弯曲和冲击等性能进行了系统地测试研究,研究发现所制备的竹纤维复合材料的力学性能,开始随着竹纤维的含量增加而增加达到一定程度时又开始下降,说明纤维的增强作用有峰值存在。论文研究丰富了复合材料的理论体系。针对目前学术界很少研究复合材料的热物理特性的情况,课题首次提出热物理性能设计模型,并使用这个模型对所制备出的典型竹纤维复合材料进行了导热系数、比热等热物理特性的测试和理论分析,结果表明实际测量数据与课题研究出的理论模型吻合得很好;更出乎意料的是,该模型不仅仅只能预测热物理性能而且还可对其它非热物理特性如泊松比和模量等性能进行预测分析,理论计算结果与实际试验结果有很高的一致性。由于影响竹纤维复合材料性能的因素很多也很复杂,所以作者将模糊理论引入到竹纤维复合材料的研究中,得出了多因素输入对纤维复合材料性能输出的影响模型,并提出了纤维复合材料逆向设计问题和解决办法,理论模型对指导竹纤维复合材料的试验分析研究和实际工程应用取得了良好的效果。为了指导理论研究和实际生产,课题对竹纤维增强热固性、热塑性树脂基复合材料的成型传热过程运用有限元法进行模拟分析,并得出相关模型。
李文军[4]2017年在《苎麻纤维/聚丙烯车用复合材料的制备及改性机理研究》文中提出近年来,由于人们对环境保护和节能减排的关注程度越来越高,汽车轻量化已经成为汽车工业可持续发展的一个必然趋势。研究表明,汽车轻量化材料是实现汽车轻量化的有效途径之一。因此,研发满足轻量化、环保、可回收和可重复利用等要求的绿色复合材料必将成为汽车工业发展的重要方向。天然纤维复合材料作为一种“绿色复合材料”,具有价格低廉、质量轻、比强度高、比刚度高、可再生、可降解、环境友好以及不危害人体健康等优点,是一种理想的汽车轻量化材料,在汽车工业领域得到了广泛的应用。为了进一步促进天然纤维复合材料在汽车工业中的应用,本文分别采用活性硅醇-氨基硅油,氨基硅油微乳液和高锰酸钾水溶液对天然苎麻纤维进行了表面改性,并制备了性能优异的车用天然纤维绿色复合材料。同时,采用分子动力学模拟探讨了天然纤维表面改性的微观机理,能够为今后天然纤维的表面改性提供有效的理论指导。本文的主要研究内容如下:(1)本研究首次针对天然苎麻纤维体系,研究开发了一种价格低廉,环境友好的天然苎麻纤维无氟表面疏水改性方法。研究结果表明:采用无氟疏水改性后,天然苎麻纤维表面形成了一个具有化学键结合,且表面能较低的粗糙微纳结构表面,从而提高了苎麻纤维的疏水耐污性、耐热性能。改性后,苎麻纤维表面接触角从0°提高到147.2°;苎麻纤维失重5%时的温度由97.3℃提高到322.6℃,失重10%时的温度由316.7℃提高到328.5℃。(2)基于高固含量氨基硅油微乳液改性,研制出了一种高性能改性苎麻纤维/聚丙烯车用绿色复合材料。对比研究表明:氨基硅油改性后复合材料的耐热性、纤维与聚合物基体的相容性以及力学性能等均得到显着改善。氨基硅油改性后,苎麻纤维/聚丙烯复合材料的耐热性得到显着改善,从而避免了复合材料在成型加工过程中的热氧化。同时,改性苎麻纤维/聚丙烯复合材料的拉伸强度,弯曲强度和冲击强度最大分别增加了 15.89%、7.04%和36.58%。(3)应用分子动力学理论方法,构建了氨基硅油改性前后天然纤维的表面模型。创新性地从原子和分子水平上研究了氨基硅油改性天然纤维的微观机理。微观机理为:氨基硅油分子中的氨基能够与天然纤维表面的羟基发生相互作用,形成-O-H---N和-N-H---O两种氢键,使氨基硅油分子紧密地吸附在天然纤维的表面,并在纤维表面发生分子取向。其中,氨基硅油分子链中含有氨基的部分均不同程度地向纤维表面靠近,并与其发生相互作用,而分子链中的烷基基团则翻转向上,即趋向于朝真空层的方向,天然纤维表面由亲水性转变为疏水性。此外,氨基硅油分子中的氨基含量会对氨基硅油膜的微观结构和性能产生影响。分子中氨基含量增加,氨基硅油的内聚能密度增加,自由体积孔隙减小,孔隙之间的距离增大,自由体积分数降低。氨基硅油自由体积的减小可以有效阻碍水分子在纤维表面的扩散,从而能够降低纤维的吸水率,并最终改善复合材料的综合性能。(4)通过实验和分子动力学模拟仿真研究,揭示了高锰酸钾水溶液改性对苎麻纤维以及苎麻纤维/聚丙烯复合材料结构和性能的影响规律。高锰酸钾水溶液改性后苎麻纤维/聚丙烯复合材料的力学性能得到显着改善,复合材料的拉伸强度,弯曲强度和冲击强度最大分别增加了 27.80%、15.71%和38.64%。同时,通过分析实验测试结果和分子动力学模拟结果可知,高锰酸钾水溶液改性能够使天然纤维/聚丙烯复合材料的性能得到改善的原因主要涉及叁个方面:首先,KMnO4表面改性后苎麻纤维表面明显变粗糙,从而增加了纤维与聚丙烯基体之间的有效接触面积,使苎麻纤维与聚丙烯基体界面之间的机械锁结强度增强。其次,KMnO4改性后天然纤维中纤维素分子的自由体积孔隙变小,自由体积分数降低了 9.69%。纤维素自由体积的变化有利于降低天然纤维的吸水率。最后,KMnO4改性后聚丙烯分子与纤维表面之间的弱范德华力得到增强,从而提高了天然纤维与聚合物基体之间的界面粘合强度,并最终改善了天然纤维/聚丙烯复合材料的力学性能。本文系统研究了天然苎麻纤维的改性方法与改性机理,并研制出了性能优异、环境友好、生产成本低的天然纤维增强聚丙烯绿色复合材料,从而能够为今后车用天然纤维复合材料的生产和成功应用提供了理论依据和良好的技术支撑。
朱小龙[5]2015年在《竹粉/聚丙烯复合材料结构与性能的研究》文中研究表明选择短竹纤维作为聚丙烯基体的增强材料基于以下原因：第一,在多种可再生天然纤维中,竹子的生长速率最快；第二,竹子中的纤维素纤维取向排列可使竹子在取向方向上获得较大的拉伸强度、弯曲强度和硬度。竹子具有60%的纤维素、高比例的木质素(32%)和2-10°的微纤角,上述属性使竹子可以成为聚合物优选的增强剂。然而竹纤维与非极性塑料之间不能很好相容,使竹塑复合材料的物理机械性能受到影响,制约了竹塑复合材料的应用与推广。因此,如何提高竹纤维与塑料之间的界面相容性以改善其力学性能是竹塑复合材料研究领域中一个重要课题。针对竹纤维/聚丙烯复合材料的强度和韧性不高,相容性不好的问题,本文对填料进行预处理：采用10%NaOH碱溶液对竹粉进行处理,采用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行偶联处理,结果表明碱处理可清除竹纤维中的胶质物,增大其比表面积,有利于改善聚丙烯和竹纤维间的界面结合；偶联处理可以改善纳米SiO2与聚丙烯基体的相容性。将聚丙烯(PP)、竹粉(BF)与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)共混,通过双螺杆挤出机挤出和注塑机成型制备了BF/PP和POE-g-MAH/BF/PP复合材料,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和差示扫描量热仪观察和表征了其形貌、结晶结构,测试了其熔体流动速率和力学性能。研究表明,加入POE-g-MAH,降低了BF质量分数为30%的BF/PP复合材料中PP晶相的完整程度,明显提高了复合材料的冲击强度,改善了PP基体中BF的分散性。添加质量分数2.5%的POE-g-MAH,能进一步提高BF/PP复合材料的强度和韧性,POE-g-MAH/BF/PP (7.5/30/62.5)复合材料的冲击强度高于纯PP。冲击强度的提高主要源于POE-g-MAH所产生的能量耗散、改善应力的有效传递、增强BF和PP的界面粘附。为了在增韧BF/PP复合材料的同时不降低复合材料的强度和刚性,在BF/PP(30/70)和POE-g-MAH/BF/PP(7.5/30/62.5)复合材料中添加不同质量分数的纳米SiO2,用扫描电子显微镜、热重分析仪和差示扫描量热仪观察和表征了其形貌、结晶结构和热稳定性能,测试了其力学性能、吸水性能和耐热性能。研究表明,添加纳米SiO2和POE-g-MAH可以协同改善竹粉在聚丙烯基体中的分散性,提高竹粉与聚丙烯基体的界面结合,从而提高复合材料的热稳定性,降低复合材料的吸水率。在复合材料中纳米SiO2主要提高了复合材料的强度和刚性,而POE-g-MAH主要改善复合材料的韧性。DSC和XRD分析表明,BF使复合材料中PP晶相的完整程度降低,当纳米SiO2质量分数较小时(2.5%、5%),纳米SiO2对PP有异相成核作用,当纳米SiO2质量分数较高时(7.5%、10%),对聚丙烯的异相成核作用减弱。相容剂POE-g-MAH的加入会降低复合材料中PP的熔点和结晶温度。
彭丹[6]2011年在《麻纤维增强聚丙烯的制备及其性能研究》文中指出本文采用接枝的方法对麻纤维进行表面改性,然后将麻纤维与聚丙烯进行共混,制备麻纤维/聚丙烯复合材料,并对其微观结构与性能进行了研究。本论文主要讨论了固定纤维长度为5mm,纤维含量依次为5%、10%、15%和20%时的复合材料的性能,探讨纤维含量对复合材料性能的影响;研究了当纤维含量固定为10%,纤维长度依次为2mm、5mm、7mm和10mm时的复合材料的性能,探讨了纤维长度对复合材料性能的影响;同时也研究不同处理方法(碱处理和偶联剂处理)处理麻纤维,并将其性能与接枝的进行了对比研究;最后将苎麻增强材料与黄麻材料的性能做了对比研究。实验结果表明:1、未处理的纤维与基体聚丙烯的界面粘合情况是不理想的,纤维与基体之间存在着很多的空隙。2、对苎麻纤维进行表面接枝,通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热失重以及测量处理前后纤维接触角和张力的变化,研究结果表明苎麻纤维表面成功的接枝上了接枝物,而且其表面也变粗糙了,热稳定性提高了,疏水性增加了且与基体聚丙烯的界面粘合情况也有所改善。3、对于处理前的麻纤维而言,纤维含量的增加对复合材料的拉伸强度的影响幅度不大,而随着纤维含量的增大,复合材料的弯曲强度、拉伸弹性模量、弯曲弹性模量、吸水率和热变形温度都是增大的,冲击强度和熔体流动速率则是随着纤维含量的增大而减小,接枝后的纤维增强材料除了拉伸强度是随着纤维含量的增大而增大和冲击强度随着含量的增大先增大后减小之外,其它性能的变化趋势与处理前是一致的,且接枝后的增强材料的性能要优于处理前的性能。4、研究纤维长度对复合材料性能的影响结果发现,纤维长度对复合材料力学性能的影响与纤维含量的影响是一致的,与其他处理方法相比,接枝效果是最好的,而且在相同的条件下苎麻增强材料的性能要优于黄麻增强的。5、综合考虑,经过接枝改性的苎麻纤维含量在10%、纤维长度在5mm时,复合材料的力学性能较为理想,此时熔体的加工性较好,而且冲击强度处于峰值附近,其它性能也较好,与聚丙烯基体相比,拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、拉伸弹性模量和弯曲弹性模量分别提高了10.5%、17.31%、6.6%、104.6%和93.83%。
罗琦[7]2010年在《黄麻纤维增强聚丙烯基复合材料的制备与力学性能的研究》文中提出天然纤维复合材料的开发可以带动和促进相关行业的发展,并且有利于环境保护和资源再利用。在天然纤维复合材料中,尤以麻纤维复合材料具有良好的发展前景。本课题研究黄麻纤维增强聚丙烯基体复合材料的制备及其力学性能。具体内容包括:黄麻纤维表面改性、复合材料制备、复合材料力学性能测试及分析、及湿效应五个方面。(1)黄麻纤维表面改性通过NaOH溶液、硅烷偶联剂KH550、乙酸酐等对黄麻纤维进行表面处理,并通过测试纤维的回潮率、细度、断裂强度、红外特征光潜及SEM图像等手段分析改性效果,得出叁种表面改性手段中各自最优的改性方法。结果表明:(a)NaOH处理中最佳方案为:浓度5wt%,处理时间60min;(b)KH550处理中最佳方案为:碱预处理5wt%,60min,3wt%KH550,处理30min;(c)乙酰化处理中最佳方案为:碱预处理5wt%,60min,乙酸酐浸泡120min,浴比为30:1。(2)黄麻/聚丙烯复合材料的制备复合材料中的黄麻纤维分别采用沤麻纤维和经3组最佳表面改性方案处理的黄麻纤维,基体分别采用聚丙烯基体和聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯共混物。复合材料的制备方法分:(a)层压复合:四组黄麻纤维先制备成纤维毡,分别与纯PP薄膜和PP/MAH-g-PP薄膜层压制备复合材料,制备成8组复合材料待测试;(b)共混复合:四组黄麻纤维剪碎至约2mm长,与纯PP粒料和PP/MAH-g-PP共混粒料经双螺杆挤出机共混造粒后热压制备成8组复合材料。两种制备方法中复合材料热压成型的最佳工艺参数:预热-180℃,10min;热压-12.5MPa,180℃,20min;冷却-4MPa,30min。(3)复合材料力学性能测试及分析将制备的16组复合材料,分别做拉伸、弯曲测试并观察弯曲断面的SEM图像,讨论纤维表面改性、基体改性、加工方法等因素对复合材料复合材料力学性能的影响。结果表明,经KH550处理的黄麻纤维与聚丙烯树脂制备的复合材料表现出较好的拉伸、弯曲性能,并且表现出较好的界面粘结性。聚丙烯基体经马来酸酐接枝聚丙烯改性后,复合材料的拉伸性能有所改善;而弯曲性能没有明显的提高。分别采用层压和共混热压的复合材料成型方法制备复合材料,由于成型方式的不同,复合材料的结构有很大的差异,其增强机理也不相同,尽管纤维的表面处理方式相同,纤维含量相同,两者的力学性能并不具备很大的可比性。(4)湿效应对复合材料性能的影响将复合材料浸泡在水中,测其随浸泡240小时和480小时后,重量、拉伸和弯曲性能的变化,讨论湿效应对复合材料性能的影响。测试结果表明,经清水浸泡240小时和480小时后,复合材料的性能并无明显变化,研究湿效应可能要改变溶液和更长的实验周期。
沈晓梅[8]2007年在《新型玄武岩—植物纤维增强聚丙烯复合材料的开发》文中研究说明随着人们生活质量的提高,车船板材的有毒物质挥发和材料本身的污染,已经越来越受到人们关注,并寻求解决办法。本课题采用苎麻—玄武岩—低熔点聚丙烯纤维制成热塑性复合车船内饰板材,其中苎麻可以防虫防霉,玄武岩纤维可以隔热隔音阻燃增加强力、聚丙烯纤维无毒性物质挥发,满足了车船内饰板材的功能需求而不会导致毒车毒舱的问题(即汽车和船舱油漆和内饰材料挥发的有毒物质超量)。其次苎麻是植物纤维,玄武岩纤维是矿物纤维,聚丙烯纤维是低熔点纤维,板材可以回收,加热后可循环再生,属于环保材料。本课题对于减少森林砍伐和毒车毒舱问题具有双重意义。本课题主要研究玄武岩纤维/苎麻纤维/PP复合板材的生产工艺、工艺参数,优化复合板材性能。复合板材的成型主要包括两道工序:第一,苎麻纤维和聚丙烯纤维的梳理工艺,梳理成网后裁剪成一定尺寸的纤维毡;第二,玄武岩纤维的铺放和纤维复合毡的热压成型。在第一道工序中,具体分析苎麻纤维和玄武岩纤维的预处理、苎麻纤维和聚丙烯纤维的开松和梳理的工艺参数;在第二道工序中,具体分析热压成型的五个主要参数—热压温度、热压时间、热压压力、纤维含量和混杂方式对复合板材力学性能的影响,通过单因子方差分析,找出最优生产工艺:热压温度为195℃、热压时间为12min、热压压力为10MPa、纤维含量的混合比为60:30:10(聚丙烯:玄武岩纤维:苎麻纤维)和混杂方式为央芯时,复合板材的力学性能达到最优,此时复合板材的拉伸强度为101.4782MPa,弯曲模量8416.09MPa,冲击时吸收的总能量为2.0913J。本论文还运用有限元方法,对复合板材的拉伸过程进行计算机仿真,模拟其破坏过程。仿真试验结论是在不计厚度的条件下,试样受到单位拉伸载荷时,具有较高的拉伸模量;同时计算机模拟试样断裂处与实际拉伸一致。
官明俊[9]2015年在《甘蔗纤维/聚丙烯复合材料的制备和性能研究》文中研究说明当今世界,可持续发展成为人类关注的焦点,贯彻执行可持续发展战略,维持人类与生态环境的和谐发展刻不容缓。能源危机和生态环境问题使得越来越多的专家、学者重视开展植物纤维复合材料的开发与研究以缓解日益严重的资源短缺和污染问题。植物纤维复合材料具有价格低廉、制备简单、工艺性良好同时还具有较高的比强度、比模量和可降解性等优良特点。从某种角度来看,该研究方向响应了国家可持续发展原则,对保护环境和提高人们生活质量有明显贡献。本文采用源自制糖工业废料甘蔗渣中的甘蔗纤维和聚丙烯复合,通过挤出成型方法制备出甘蔗纤维／聚丙烯复合材料。探索了甘蔗纤维含量、料筒温度和混炼时间叁个重要因素对复合材料的性能影响。结果显示甘蔗纤维能增强聚丙烯的力学性能得到增加,且随着甘蔗纤维含量增加呈现先增加后减小趋势,在甘蔗纤维含量为20wt%时可以制得拉伸强度为30.96Mpa的复合材料,同时提升材料的吸水性,提升材料的比强度；最佳成型条件则是料筒温度为190℃、混炼时间为15min。探索了甘蔗纤维与聚丙烯界面粘合不紧密的原因,并采取了3种处理方式增强甘蔗纤维和聚丙烯之间的界面相容性问题。实验结果表明:NaOH溶液浸泡处理、添加硅烷偶联剂KH550以及使用马来酸酐接枝改性聚丙烯都能使得复合材料体系粘合紧密,材料力学性能增强；3种处理方式的最佳条件分别是5%NaOH溶液浸泡24h,偶联剂KH550添加量为3%、MAPP添加量为5%。此外NaOH和MAPP协同使用能使得复合材料力学性能进一步增加。最终制得的复合材料相比于纯聚丙烯,其拉伸、弯曲性能分别增强了26%,22%。
孟召辉[10]2008年在《麦秸纤维、废旧塑料与聚丙烯树脂相容性的研究》文中进行了进一步梳理以农业剩余物代替木材、废旧塑料代替树脂,开发一种工业化应用的绿色环保型的植物纤维/废旧塑料复合材料,不仅可为丰富的农业剩余物开辟一个崭新的应用领域,提高废旧塑料的利用率,而且还可降低农作物秸秆和废旧塑料焚烧对环境的污染,符合国家节能减排、绿色环保的可持续发展战略,是新材料研究领域的热点之一。本课题选用资源丰富、来源广泛的麦秸秆、聚丙烯废旧塑料作为原料,研究麦秸纤维与聚丙烯塑料间的相容性。根据总体设计方案,首先探索了麦秸纤维的提取工艺(酸碱提取法和热磨提取法)以及表面处理工艺;其次,将预处理的麦秸纤维分别与聚丙烯树脂、废旧聚丙烯塑料复合;最后,通过力学性能测试以及微观组织结构分析,研究麦秸纤维含量、偶联剂种类以及MAPP含量对麦秸纤维与聚丙烯塑料相容性的影响。结果表明:经酸浸泡后,再放进10%的NaOH溶液中于90℃下机械搅拌1h所得纤维较纯净;热磨提取的麦秸纤维表面活性官能团含量较多,类似于麦秸秆内表面的组织结构;与聚丙烯塑料复合时,经3%KH550处理后的麦秸纤维含量为20～25%,并添加6～8%MAPP,麦秸纤维保持了较好的分散性,与塑料间的界面相容性较好,材料的力学性能最佳;与酸碱提取工艺相比,热磨提取工艺简单,材料的宏观形貌较美观、力学性能提高较大。以上这些研究结果对麦秸纤维/废旧塑料复合材料的产业化应用将具有重要的理论与实用参考价值。
参考文献：
[1]. 植物纤维表面改性及聚丙烯复合材料的研究[D]. 张丽. 青岛科技大学. 2007
[2]. 植物纤维/聚丙烯复合材料结构与性能的研究[D]. 白绘宇. 北京化工大学. 2002
[3]. 竹纤维复合材料的组织设计、制备与性能研究[D]. 张庐陵. 南京林业大学. 2009
[4]. 苎麻纤维/聚丙烯车用复合材料的制备及改性机理研究[D]. 李文军. 湖南大学. 2017
[5]. 竹粉/聚丙烯复合材料结构与性能的研究[D]. 朱小龙. 西南石油大学. 2015
[6]. 麻纤维增强聚丙烯的制备及其性能研究[D]. 彭丹. 湖北工业大学. 2011
[7]. 黄麻纤维增强聚丙烯基复合材料的制备与力学性能的研究[D]. 罗琦. 东华大学. 2010
[8]. 新型玄武岩—植物纤维增强聚丙烯复合材料的开发[D]. 沈晓梅. 天津工业大学. 2007
[9]. 甘蔗纤维/聚丙烯复合材料的制备和性能研究[D]. 官明俊. 江西农业大学. 2015
[10]. 麦秸纤维、废旧塑料与聚丙烯树脂相容性的研究[D]. 孟召辉. 南京航空航天大学. 2008