黄麻纤维复合材料性能的影响.pdf

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1、第27卷第3期沈阳化工大学学报Vo1．27No．32013．09JOURNALOFSHENYANGUN1VERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGYSep．2013文章编号：2095—2198(2013)03—0235—05乙二醛对淀粉／低密度聚乙烯／黄麻纤维复合材料性能的影响周双，杨雨，石光，田雅娟(沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：通过熔融共混法制备淀粉／低密度聚乙烯／黄麻纤维复合材料(S／LDPE／F)．考察乙二醛的加入对复合材料拉伸性能和耐水性的影响．结果表明：乙二醛的加入有效地提高了复合材料的

2、拉伸强度，当乙二醛的加入量为5％(质量分数)、压片反应时间为5min时，拉伸强度达到21．5IVIPa，比相同条件下制备的未加乙二醛的复合材料拉伸强度(6．25~,lPa)提高了244％；加入乙二醛后复合材料的耐水性也有所提高；XRD结果显示：加入乙二醛后淀粉的结晶被进一步破坏．拉伸断口扫描电镜照片表明：乙二醛的加入使黄麻和塑化后淀粉之间的界面结合得到了改善．关键词：低密度聚乙烯；淀粉；黄麻；乙二醛；拉伸性能；耐水性；结晶性doi：10．3969／j．issn．2095—2198．2013．03．009中图分类号：TQ312．2文献标识码

3、：A随着石油资源的日益枯竭和环境问题的加合物基体间界面相容性较差，导致在疏水性聚合重，开发来源于可再生资源的环境友好材料已成物基体中分散不佳，复合材料的力学性能较差．为材料领域的研究热点之一l】j．淀粉作为一种具有双官能团的醛类如乙二醛、戊二醛等，其醛天然高分子，由于其价格低廉、可再生、可生物降基可以和淀粉、麻纤维中的羟基作用产生缩醛结解，被广泛地用于与低密度聚乙烯、高密度聚乙构，能使两个或两个以上的纤维素分子“架桥”烯、聚丙烯、聚苯乙烯等通用塑料混合j．由于而呈多维空间网络结构J，从而有利于提高复淀粉所固有的亲水性、难于加工性以及和塑料

4、及合材料的力学性能和耐水性．本文探讨了乙二醛其他高聚物间较差的相容性等原因，人们采用各的加入对复合材料的力学性能和耐水性的影响．种方法对淀粉进行改性处理，再与高聚物共混制备淀粉／高聚物复合材料．1实验部分天然植物纤维因具有质轻、价廉、易得、可生物降解、对环境无污染等特点而倍受青睐．其中1．1主要原料麻纤维是天然纤维中长度最长，纤维的结晶度、取向度、纵向弹性模量均较高的一种，很适合作玉米淀粉，直链淀粉质量分数25％，含水率树脂基复合材料的增强体_3]．随着复合材料新11．5％(质量分数)，辽宁省军区农副业基地淀品种及新工艺的不断出现，高性能

5、天然纤维以其粉厂；黄麻纤维，河北承德；低密度聚乙烯，黑龙独特的优点，在某些领域逐渐取代了玻璃纤维、江大庆石油；乙二醛，国药集团化工试剂有限公碳纤维等合成纤维J，天然纤维复合材料的研司；氯化镁，天津市博迪化工有限公司．究与应用为复合材料开辟了新的应用领域．1．2主要设备及仪器由于组成淀粉、植物纤维的大分子具有亲水性较强的羟基，因而淀粉和植物纤维与疏水性聚哈克转矩流变仪，XSS一300型，上海科创橡收稿日期：2012—12～26作者简介：周双(1987一)，女，辽宁法库人，硕士研究生在读，主要从事高分子基复合材料的研究．通讯联系人：田雅娟(1

6、970一)，女，辽宁沈阳人，副教授，博士，主要从事高分子材料及复合材料的相关教学与研究沈阳化工大学学报2013链塑机械设备有限公司；平板硫化机，XLB—DQ型，速率0．1(。)／s．青岛环球集团股份有限公司；拉伸测试机，RFL一30A型，深圳瑞格尔仪器检测有限公司；x射线衍2结果与讨论射仪，D／max一2500PC型，日本理学公司；高真空扫描电子显微镜，JSM-6360LV型，日本JEOL公司．2．1乙二醛含量对S／LDPF_／F复合材料拉伸性能的影响1．3试样【或样品)制备将在转矩流变仪中制得的不同乙二醛含量将淀粉、低密度聚乙烯(淀粉与

7、低密度聚乙的复合材料在150oC平板硫化机上压片3min稀质量比为7：3)、乙二醛、氯化镁按一定比例在后测试拉伸性能，结果见图1．由图1可见：当乙转矩流变仪中熔融共混，而后向转矩中均匀加入二醛的质量分数从0增大至5％时，复合材料的黄麻纤维(质量分数为20％)．混合条件：温度抗拉强度迅速增大，而后趋于平缓，当含量超过120oC，转速50r／min，时间1O～25min．物料取15％时，拉伸强度下降．乙二醛大分子链上的醛出后用平板硫化机(温度150oC)压成10cmx基可以和淀粉、麻纤维中的羟基作用产生缩醛结10cmx1mm的薄片，再用冲片机

8、制成标准样构，从而增加界面间相互作用，因而适量乙二醛条，准备进行性能测试．的存在有利于复合材料拉伸强度的提高．1．4性能测试与结构表征1．4．1拉伸性能测试在RFL．30A型微机控制电子万能试