聚丙烯复合材料的力学与隔声性研究.pdf

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1、2014年第11期玻璃钢／复合材料63锦葵茎皮纤维／聚丙烯复合材料的力学与隔声性研究张圣忠，赵磊，刘华，何远方(1．盐城工业职业技术学院纺织服装学院，江苏盐城224005；2．江苏省生态纺织工程技术研发中心，江苏盐城224005；3．苏州大学现代丝绸国家工程实验室，江苏苏州215123)摘要：采用高锰酸钾、KH．570偶联剂对锦葵茎皮纤维进行了表面处理，并以处理前后的锦葵茎皮纤维作为增强体、聚丙烯纤维为基体制备锦葵茎皮纤维含量为30％的增强复合材料，探讨了表面处理对锦葵茎皮纤维微观结构、物理机械性能的变化，讨论了表面处理前后锦葵茎

2、皮纤维增强聚丙烯复合材料力学与隔声性能的变化。研究结果表明，锦葵茎皮纤维表面处理前后，表面的微观结构发生一定程度的变化，锦葵茎皮纤维／聚丙烯复合材料的力学性能与隔声性有一定幅度的提升，偶联剂处理后的复合材料的力学性能和隔声性能优于高锰酸钾处理后的复合材料。关键词：锦葵茎皮纤维；聚丙烯；表面处理；复合材料；力学性能；隔声性能中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003-0999(2014)1卜0063—04随着汽车产量的增加和质量的提高，作为汽车KMnO，无锡锡津化轻物资有限公司；KH一570偶联产业用增强复合材料同样将获

3、得高速发展，因此对剂，南京向前化工有限公司。汽车产业用纺织品提出了更高的要求。目前，汽车Y101原棉杂质分析仪，常州第一纺织设备有限行业迫切需要一种可进行工程化设计并具有高刚公司；A181AS27梳棉成网小样机，苏州市华飞纺织性、轻量化、隔音减震、难燃环保的新材料。同样，中科技有限公司；平板硫化机，青岛鑫城一鸣橡胶机械国的造船业也急需一种无毒气挥发、吸湿变性小、防有限公司；INSTRON3369型万能电子强力仪器，上霉、防潮、防火的产业用增强材料¨J。随着科技的海龙华有限公司；日本电子JSM．5600LV型扫描电子迅速发展以及人们

4、对环境可持续发展的意识越来越显微镜。高，人们对纺织结构增强复合材料的关注点并非是1．2锦葵茎皮纤维的提取它的高强度及高模量，现在更注重它们的生物降解采用碱煮练法对锦葵皮进行脱胶，主要工艺路及环保性。美国、日本、德国、中国等国家的研究者线为锦葵皮一浸酸一水洗一敲打一一次碱煮酸洗对亚麻、黄麻、竹纤维等天然纤维增强复合材料进行水洗一敲打_÷二次碱煮一酸洗一水洗一脱水。其了深人的研究和开发工作曲J。但以锦葵茎皮纤维中，第一次碱煮时NaOH浓度为30L，第二次碱煮作为增强体制备复合材料并进行研究还很少。锦葵时NaOH浓度比第一次低8～10L

5、，碱煮时间为茎皮中含有大量的纤维，它的比强度、比模量都偏1．5h，碱液浴比为1：30，碱煮温度为100℃。高，力学性能和亚麻、黄麻比较接近J，作者以模压1．3锦葵茎皮纤维的表面处理成型技术为基础，以KMnO和硅烷偶联剂KH一5701．3．1KMnO处理作为纤维表面处理剂，制备锦葵茎皮纤维增强聚丙取一定量的锦葵茎皮纤维，按照碱液浴E匕为1：烯复合材料，讨论表面处理前后复合材料力学性能30制备质量分数为0．055％的高锰酸钾水溶液，将与隔声性能的变化。锦葵茎皮纤维置入其中并施加恒定的压力，使得锦葵茎皮纤维能完全浸渍在溶液中，浸渍1h后

6、拿出放1实验置在烘箱中烘燥8h后至锦葵茎皮纤维的重量不再1．1实验材料与实验设备发生变化，备用。锦葵茎皮来自苏北大丰盐土(含盐量在6％o～1．3．2偶联剂处理10％o)；聚丙烯纤维，盐城维邦工程材料有限公司；取锦葵茎皮纤维质量2倍的适量蒸馏水，采用收稿日期：2014—05—08本文作者还有姚桂香。，祁宁，尹磊和王引。。基金项目：江苏省高等职业院校高级访问工程师计划资助项目(2014FG107)作者简介：张圣忠(1964-)，男，教授级高工，主要从事纺织新材料的开发及新技术的研究。嘟烈纛l赡1．U锦葵茎皮纤聚丙烯复合材料的力学与隔声

7、性研究2014年11月冰醋酸调节pH值至4．5～5，边搅拌边加入硅烷偶1．5复合材料的制备及性能测试联剂KH一570，直至偶联剂被充分溶解，继续搅拌添采用手工方法将聚丙烯纤维简单开松，并喷洒加无水乙醇，确保偶联剂KH一570在上述配置好的适量的水分，避免梳理时产生静电而影响成网。为混合溶液中的质量分数达到2％，将碱处理后的锦葵了使处理后的锦葵茎皮纤维和聚丙烯纤维混合均茎皮纤维浸入上述溶液中，常温浸渍30min后取出匀，采用夹层铺网的方式喂人，即将聚丙烯纤维分上晾干，并放人80~C恒温烘箱中干燥8h后至恒重下2层，锦葵茎皮纤维均匀铺

8、在聚丙烯中间。按照备用。锦葵茎皮纤维含量为30％制得锦葵茎皮纤维／聚丙1．4隔声性能测试装置的制备j烯纤维混合纤维网，然后将混合纤维网放在平板硫如图1，自制了一套简单的测量装置来测试复化机上按照模压压力为10MPa，模压时间为8min，合材料的隔声