竹粉%2fhdpe复合材料界面相容性的研究

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1、摘要竹塑复合材料集竹材和塑料的优点于一身，而且可以回收再利用，成本低、性能优良，大大提高了废弃资源的综合利用率，对环境综合治理具有十分明显的促进作用。界面相容性直接影响着不同材料间界面的厚度、形态、结构及分散的均匀性，并最终决定着复合材料性能的优劣。如何改善极性竹粉与非极性塑料基体之间的相容性是制备性能优良的竹塑复合材料的关键所在。本论文以竹粉／HDPE复合材料为研究对象，探讨了复合材料的制备工艺，分析了竹粉目数对复合材料性能的影响；从添加相容剂和降低植物纤维材料的极性两个方面对复合材料进行界面改性，研究了添加相容剂EVA、POE以及竹粉表面

2、马来酸酐改性处理对复合材料力学性能、加工性能以及热性能的影响，并通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等手段表征了复合材料界面相容性情况。以上研究内容的主要结论归纳如下：(1)竹粉目数是影响竹塑复合材料性能的因素之一，在40目．200目竹粉目数范围内，随着竹粉目数的增大，竹塑复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度呈下降趋势：竹塑复合材料的熔体流动速率呈现出先减小后上升的趋势。竹塑复合材料断面SEM图片显示，竹塑复合材料的断面不平整，可观察到部分纤维被抽拔出的现象，两相间有较多的空洞存在，还有竹粉的聚集现象，纤维与基体之间的结合情况较差。40目竹粉断面孔

3、隙较200目的深，竹粉在界面形成较深的界面扩散和机械互锁，这有助于提高竹塑复合材料的力学性能。200目的竹粉由于粒径更小、更均匀，在基体中具有更好的分散性，因而较100目的竹粉性能有所增强。综合考虑，在竹粉添加比例相同的情况下，采用40目竹粉制备的竹塑复合材料各项性能较优。(2)相容剂EVA由于分子链上引入了极性单体醋酸乙烯酯，可以与竹粉中的羟基形成以氢键形式结合的化学键，降低竹粉极性，从而改善竹粉与HDPE之间的相容性。EVA的加入能够极大地提高竹塑复合材料的缺口冲击强度，并且在一定范围的添加量内使复合材料的熔体流动速率呈上升趋势，但是添加

4、过多的EVA会影响竹塑复合材料的拉伸强度。添加9份EVA增容竹粉／HDPE复合材料的SEM分析显示竹粉表面被基体树脂包覆，降低了竹粉的极性，改善了竹粉与树脂基体的界面相容性。(3)POE中辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性，又有良好的加工性。POE的加入能够极大地提高复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度，并且在一定范围添加量上使复合材料的熔体流动速率呈上升趋势，而竹塑复合材料的拉伸强度则随着POE含量的增加而呈下降趋势。hn,／X,15份POE的竹塑复合材料断面SEM显示，树脂基体间存在许多拉丝现象，而且分布有

5、许多“韧窝”，POE的加入提高了树脂基体的流动性，使得竹粉在树脂基体中分散的比较均匀，这些微观现象进一步证明POE的NA．提高了竹塑复合材料的性能，改善了竹粉与树脂基体之间的相容性。(4)利用马来酸酐(MAll)为界面改性剂，选用聚乙烯蜡对竹粉进行表面改性处理是提高竹塑复合材料性能的有效的处理方法，通过正交试验优选出竹粉最佳处理方法并通过此方法处理竹粉最终制得复合材料拉伸强度为24．52MPa，缺121冲击强度为4．94KJ／mz，熔体流动速率为3．859／10min，与未处理竹粉／HDPE复合材料样品相比，分别提高了43％，11％，66．7

6、％。通过傅里叶红外光谱证实聚乙烯蜡通过马来酸酐接枝到竹粉上，处理剂与竹粉发生了化学反应。MAH处理竹粉／HDPE复合材料热重曲线表明，马来酸酐处理有助于复合材料热稳定性的提高。扫描电镜显示，竹粉经马来酸酐处理后表面包覆的聚乙烯蜡使得竹粉很容易在基体中分散，团聚现象大大减少，竹粉与基体之间的界面结合更紧密。关键词：竹塑复合材料；竹粉粒径：界面相容性AbstractBamboopowder／HDPEcompositesisanewgreenmaterial，whichhascombinedtheadvantagesoftheplasticsand

7、bamboo．Ithaslowproductioncosts，excellentperformanceandcanberecycled，greatlyimprovingthecomprehensiveutilizationofwasteresourcesandhasaveryclearroleinpromotingthecomprehensivemanagementoftheenvironment．Thequalityofinterfacecompatibilitydirectlyaffectsthethicknessoftheinterfa

8、cebetweendifferentmaterials，theshapeofthematerial，thematerialstructureanddispersio