表面改性剂对植物纤维聚丙烯复合材料力学性能的影响.pdfVIP

第 28 卷 第 3 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol. 28 , No. 3 2001 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2001 研究简报 表面改性剂对植物纤维/ 聚丙烯复合材料 力学性能的影响 黄 　丽 　白绘宇 　姜志国 　张金生 (北京化工大学材料科学与工程学院 , 北京 　100029) ( ) 摘 　要 : 采用不同的表面改性剂 苯甲酸、硬脂酸、有机硅烷 对植物纤维/ 聚丙烯复合体系进行了处理 ,研究了表面 改性剂对体系力学性能的影响规律 ,探讨了复合材料界面粘接机理 ,分析了力学性能的变化规律。研究结果表明 , 苯甲酸的加入可以使复合材料的拉伸强度有较大提高 ,但冲击强度下降 ;经硬脂酸处理的复合材料 ,其冲击强度有 明显提高;经有机硅烷处理的复合材料 ,拉伸强度及冲击强度均有所提高。 关键词 : 植物纤维 ;聚丙烯 ;表面改性剂 ;复合材料 ;界面粘接 中图分类号: TQ 353. 4 ; TQ 325. 1 　　以天然植物纤维与热塑性树脂混合制备的复合 丙烯 ,90428 型 ,北京燕山石油化工公司 ;苯甲酸 ,分 材料具有质量轻 ,加工性能好的特点 ,在许多领域有 析纯 ,天津特种试剂开发中心 ; 硬脂酸 ,分析纯 ,北 着广泛的应用前景。植物纤维价廉易得 ,具有较大 京益利化学公司 ;有机硅烷 ,A 151 ,美国 Vidland 公 的强度 ,刚度和耐热性。作为天然材料 ,植物纤维还 司 ;NaOH ,分析纯 ,北京化学试剂公司。 可被生物降解 ,植物纤维/ 热塑性树脂复合材料也因 12 　试验仪器 此具备一定的环境相容性 ,是一条减轻目前“白色污 塑料注射机 ,M20551 型 , 英国 ;高速混合机 , 染”的可行途径。因此 ,对植物纤维/ 聚丙烯复合材 GH100 Y 型 , 北京市塑料机械厂 ; 简支梁冲击试验 料的研究有着很重要的理论意义和实用价值。由于 机 , XCJ4 型 ,承德市材料试验机厂 ; 材料拉伸试验 植物纤维分子结构中含有大量的羟基 ,极性较强 ,与 机 ,Instron1185 型 ,英国。 非极性的聚丙烯混合时相互作用力很小 ,界面结合 13 　植物纤维的制备 力差 ,会影响复合材料的力学性能。故必须使用表 将秸杆粉放入 75 %的NaOH 溶液中浸泡 48 h 面改性剂对材料进行改性 , 以提高两种材料的界面 后 ,分离出纤维并冲洗 ,再经漂白后水洗至中性 ,最 结合力。国内常用的表面改性剂为马来酸酐接枝聚 后用烘箱烘干制得植物纤维。 丙烯和有机硅烷[1 ] ,而对于价廉易加工的苯甲酸及 14 　复合材料的制备 硬脂酸作为表面改性剂的 , 目前尚未见报导。本文 按以下工艺流程制备植物纤维/ 聚丙烯复合材 选择苯甲酸、硬脂酸和有机硅烷为表面改性剂来改 料。 善植物纤维和聚丙烯的粘接性 ,并探讨了不同表面 改性剂对复合材料性能的影响。 1 　试验部分 11 　原材料 15 　性能测试 ( ) 用 Instron1185 型材料试验机按 GB1040 —79 植物纤维 ,过 30 目筛 孔径 06 mm , 自制; 聚 测定复合材料的拉伸强度