剑麻纤维的表面改性及其剑麻纤维／聚合物复合材料的制备研究

《剑麻纤维的表面改性及其剑麻纤维／聚合物复合材料的制备研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、桂林工学院硕士学位论文剑麻纤维的表面改性及其剑麻纤维/聚合物复合材料的制备研究姓名：牛永亮申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：韦春20070401桂林工学院硕士学位论文摘要本论文采用碱处理、蒸汽爆破处理、接枝处理对剑麻纤维(sD进行表面改性，采用滴定分析技术、FrlR、TG、DSC、WAXD、SEM等手段对改性后的SF进行结构表征。采用辊炼、模压成型方法制备了剑麻纤维／玻璃纤维，不饱和聚酯(SF／GF／UP)、剑麻纤维，玻璃纤维／酚醛树,q目(SF／G啪两种复合材料，采用材料的静态力学性能、动态力学性能、等研究方法，研究了SF的含量、处理方式对复合材料结构和性能

2、的影响。得出以下结论：(1)改性sF的红外光谱分析结果表明，纤维与马来酸酐已成功发生接枝反应；滴定分析结果表明，纤维长度在0～5mm范围时，接枝效果较为理想，特别是经蒸汽爆破处理后，接枝率比未处理时提高了1倍多。改性后纤维的热稳定性有一定程度的提高，但接枝改性对纤维表观结晶度的提高没有贡献。SEM观察说明，蒸汽爆破处理使纤维形态结构发生较大变化，比表面积增大．活性增强，有利于酯化反应的进行。(2)力学性能测试结果表明，SF的含量对SF／GF／UP复合材料性能有一定的影响。随着SF用量的增大，复合材料的比强度和比模量呈增加的趋势，而冲击强度和弯曲强度则有一定程度的下降。当S

3、F与GF质量比为1：1时，与未加SF的材料相比，磨损体积减少了48．2％，表观分解温度提高了近26℃，而最终残留量121lJ减少了10．2％。但SF含量对复合材料线膨胀系数和硬度影响较小，而随着SF用量的增加，复合材料的吸水量也逐渐增加，耐水性变差。流变性能测试结果说明，复合材料熔体属于非牛顿型流体，呈现“剪切变稀”现象。(3)SF的处理方式对SF／GFAJP复合材料性能有较大的影响。测试结果表明，含蒸汽爆破处理后接枝sF的复合材料，其比强度和比模量最高，分别达到33．05MPa·cm3／g，4475．37MPa·cm堍。同时，与未处理纤维复合材料相比，冲击强度提高了16

4、％，磨损体积减少了71．6％，表观分解温度提高了近20℃，但对复合材料的晟终残留量影响很小。此种复合材料拥有较小的线膨胀系数和吸水量，但刚性较大，流动性能下降。(4)SF的含量对SF／GF／PF复合材料性能也有较显著的影响。当sF与GF质量比为1：1时，复合材料的冲击强度为5．77K．I／m2，磨损体积为2．01111113，与未加SF时相比，冲击强度提高了25％，而磨损体积则减少66．1％，耐磨性能大大提高。DMA测试结果表明．复合材料的损耗峰向高温方向发生移动，比未加入SF时约提高了12"C．同时，低温损耗峰强度下降，复合材料的耐寒性能提高。但sF含量对复合材料硬度影

5、响较小，随着SF加入量增加，复合材料的耐水性能逐渐变差。(5)材料冲击断面SEM结果表明，未处理SF与基体树脂粘结性差，而蒸汽爆破后接枝SF能与不饱和聚酯通过化学键连接在一起，形成良好的界面粘结．而磨损形貌SEM结果说明，随着复合材料中sF用量的增加，复合材料的磨损机理从粘着磨损为主转换为以疲劳磨损为主．辅以微量的粘着磨损；蒸汽爆破后接枝SF的复合材料，具有良好的耐磨性能。关键词：剑麻纤维；表面处理；蒸汽爆破；不饱和聚酯；酚醛树脂；复合材料桂林工学院硕士学位论文ABSTRACTInthispaper,sisalfiber(SF)wastreatedbyalkalLstea

6、mexplosionandgraftingreaction．Thechangesofchemicalstructure，crystalllnityandthermalpropertiesoftreatedSFwereinvestigatedbymeansofFouriertransforminfraredspectroscopy(F11R)，thennalgravimetricanalysisO'OA)，differentialscanningcalorimetry(DSq，wide-angleX-raydiffractionOVAXD)，scanningelectron

7、icmicroscopy(SEhI)andtitrationanalyticaltechnique，etc．Sisalfiber／glassfiber／unsaturatedpolyesterresin(SF／GF／UP)compositeandsisalfiber／glassfiber／phenolformaldehyderesin(SF／GF／PF)compositewef。preparedviablendingandcompressionmoldingprocess．TheeffectsofSFcontent，SFmod