稻壳聚乙烯复合材料力学性能

《稻壳聚乙烯复合材料力学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、稻壳/聚乙烯复合材料力学性能蔡红珍，柏雪源，易维明，高巧春，王丽红(山东理工大学轻工与农业工程学院，山东淄博255049)摘要:本文探讨了稻壳聚乙烯复合材料中各组分对其主要力学性能的影响。通过方差分析得出结论:稻壳添加量对主要力学性能都有显著性影响;硅烷添加量对冲击强度和弯曲强度有显著性影响:玻璃纤维只对弯曲强度有显著性影响。关键词:稻壳粉;聚乙烯;组分;力学性能中图分类号:TK6文献标识码:A·1引言稻壳是碾米厂的加工副产品，约占稻壳总产量的20%，目前全世界产稻壳60Mt以上川.长期以来，国内外

2、对稻壳的综合利用进行了广泛的研究，获得了许多可利用的途径，但真正能够形成规模生产，大量消耗稻壳的利用途径并不多。或是经济效益不显著、增值不大，或是在工艺上、质量上、环境污染等方面还存在一些问题，因此，许多地方把稻壳视为废弃物，这不但浪费了资源，而且污染了环境。研究解决稻壳的合理利用，变废为宝，意义重大[210木塑复合材料具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性能，兼有二者的优点，并且具有代木、节木、保护森林资源、维护生态平衡的功能，具有传统的木材和塑料所不及的性能.与木质材料相比，具有干湿状强度高、

3、尺寸稳定性好、材质均一、耐水性能好、强重比高等优点，且易制成各种形状的制品;与塑料、金属等材料相比，具有热稳定性好，低毒、不锈蚀、成本低等优点[3-510目前，利用稻壳制造复合材料已成为木塑复合材料行业的热点，利用稻壳制造材料，将会节约大量的木材，缓解木材供应紧张的局面，同时能减少稻壳被丢弃和废旧塑料对污染环境问题.木塑复合材料的关键技术问题是两相界面相容性的提高，在这方面，国内外学者做了大量的研究，结果表明;硅烷偶联剂、钦酸脂偶联剂、硬脂酸、MAPE(马来酸醉改性的聚乙烯)等偶联剂的加入以及对稻壳

4、等植物纤维进行物理改性都能改善复合材料的界面相容性，提高复合材料的力学性能[6-81a本文初步探讨用稻壳和聚乙烯为主要原料，应用塑料改性、植物纤维改性以及改善界面相容性等技术手段，稻壳、塑料与助剂一起熔融、棍炼再加工成型制成复合材料.通过方差分析得出配料中各组分对复合材料力学性能的影响是否显著。2实验材料与方法2.1原料稻壳粉:20^-80目，自制;高密度聚乙烯(HDPE):DMDY1158，齐鲁石化:偶联剂:硅烷，工业级，市售;加强剂:玻璃纤维，市售;其它:硬脂酸钙、石蜡等:工业级，市售。2.2仪

5、器设备挤出机:SJSZ45/90B锥形双螺杆挤出机;高速混合机:自制;组合式高速粉碎机:型号为SF-250，上海中药机械厂:电热恒温鼓风干燥箱:型号为DHG-9623A，上海精宏实验设备有限公司;万能试验机:型号为WDW1020，长春科新公司:冲击实验机:型号为XJJ-5，承德试验机有限公司;万能制样机:型号为ZHY-W，承德试验机有限公司。2.3试验方法2.3.1配方设计配方是决定复合材料性能的关键因素，其加工使用性能与原料构成有着密切的关系。根据塑料和植物纤维的特点以及木塑复合材料的使用要求及其

6、成型加工工艺要求，设计配方时主要考虑:(1)加入适量的植物纤维，提高复合材料的刚度，并使之有木质感;(2)加入适量的加强剂，提高复合材料的强度;(3)加入适量的偶联剂，提高植物纤维和基体塑料之间的界面结合力;(4)加入适量的稳定剂和抗氧化剂，减缓塑料和植物纤维在加工过程中的降解和烧焦;(5)加入适量的润滑剂，提高体系的分散性和物料的流动性。实用配方中各组份的具体品种和用量根据木塑复合材料的使用要求以及生产工艺决定，同时要考虑生产成本。综合考虑以上的所有因素，给出了木塑复合材料挤出成型的一种配方如表1

7、所示。表1挤出木塑复合材料的配方塑料植物纤维加强剂偶联剂抗氧化剂稳定剂润滑剂塑料粒料稻壳等玻璃纤维硅烷等硬脂酸钙DLTP石蜡等305050701-51-51-51-52.3.2试验方案试验选用三因素三水平完全试验的方案，三因素是稻壳、玻璃纤维和硅烷偶联剂，水平是三水平，试验指标是冲击强度、弯曲强度、抗拉强度和断裂伸长率.实验因素与水平及试验安排如表2所示，其他助剂是相对于聚乙烯和稻壳的总量的百分含量.表2实验因素与水平及实验安排实验安排实验囚素与水平序号一XIl稽元)Xz(玻纤)X3(硅烷)1稻壳·

8、玻璃纤维硅烷50鸽Un-1U50l八-1-l-l曰U50产1一1Jn0-l朴50n2-11-l︸q50飞口3-1-l0曰，50弓J4-100︸空50八d5-1”10l﹄50凡6一1J甘-l150lfp勺7-101口60n﹄b8011e60fJn90-l-lU60悦1000-l﹄~U60n11‘01-l工U60内J120-l060内J弓13000梦丹600J14010内60几JJ150-1160咤工勺16001叶70︸U﹄勺1711170，181J-b-l-l70咤19