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苎麻论文：复合材料界面改性DSC偶联剂碱处理有限元分析 【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。 【摘要】天然纤维增强热塑性复合材料属于环境友好型材料,因其价格低廉、部分可生物降解、回收方便等特点,近年来受到越来越多的关注。但与合成纤维相比,天然纤维具有长度短、长度分布不均匀、存在天然卷曲等特点,如果采用天然纤维制备单向纤维增强复合材料,很难保证纤维在复合体系中的纵向伸直性,且天然纤维所具有的一些特性导致纤维在基体中的分散性差、容易抱团,使制备的复合材料界面相容性差。针对上述问题,本课题选用苎麻作为增强材料,研究制备苎麻纤维单向增强聚丙烯复合材料,分析成型工艺参数对复合材料性能的影响,并对复合材料的界面进行改性研究,其主要内容有：1.课题中苎麻以粗纱的形态作为增强材料,采用模压工艺制备苎麻/聚丙烯复合材料。将苎麻纤维制成粗纱后,由于纤维在纱中具有高度的取向性,纵向伸直性好,纤维在复合体系中能更好的起到承担载荷作用。且粗纱只存在弱捻,纱条中纤维排列较松散,在制备过程中可以在保证纤维纵向伸直的基础上将粗纱松散成单纤维状态,有利于聚丙烯基体的浸润,且通过选择合适的成型工艺参数可以保证苎麻／聚丙烯复合材料具有良好的成型性。2.采用单因子法分析成型温度、压力、保压时间、冷却方式对复合材料性能的影响,使用DSC研究不同冷却方式处理条件下复合材料结晶性能的变化,并采用ANSYS有限元方法模拟分析复合材料的拉伸断裂情况。结果表明,成型工艺参数对复合材料的性能有很大的影响,当成型温度、压力、保压时间、冷却方式分别选择165℃、8MPa、10min、随加热板一同冷却时,复合材料具有最佳的拉伸强度,为44.6MPa。选择随加热板一同冷却,复合体系将长时间处于较高的温度下,有助于PP的异向成核,结晶度较高,材料具有最佳的拉伸强度,其熔融焓值为5.55J/g。采用ANSYS有限元方法模拟得出的结果与实际情况基本一致,证明了采用温度165℃、压力8MPa、保压时间10min、随加热板一同冷却的工艺用于制备苎麻纤维增强聚丙烯复合材料的可靠性。3.采用不同浓度的偶联剂处理苎麻纤维,当偶联剂浓度为1%时复合材料具有最大的拉伸强度,为52.6MPa。分别将未处理及经1%偶联剂处理的苎麻纤维制备成不同纤维含量的复合材料,结果表明复合材料的拉伸强度及弯曲强度随着纤维含量的提高而增大,纤维含量在25%时力学性能最好,且在相同纤维含量的条件下,偶联剂改性处理的复合材料的拉伸强度及弯曲强度始终要比未处理的高。4.使用不同浓度的NaOH溶液处理苎麻纤维,分析对比碱处理、偶联剂处理及两者混合处理这三种改性方法对复合材料的性能的影响。结果表明当碱处理浓度为8%时材料的拉伸性能最好,达到了55.4MPa。通过分析比较,碱处理后再经偶联剂处理的方法不仅消除了多余的杂质等成分,且偶联剂的添加提高了复合材料的界面相容性,该处理方法与单独使用碱处理和偶联剂处理相比其改性效果最好,拉伸强度最高,为57.9MPa。 【关键词】苎麻；复合材料；界面改性；DSC；偶联剂；碱处理；有限元分析； 【篇名】天然纤维增强复合材料的制备及性能研究 【目录】天然纤维增强复合材料的制备及性能研究 摘要 5-8 ABSTRACT 8-11 目录 12-14 第1章 绪论 14-25 1.1 引言 14-15 1.2 天然纤维增强复合材料简介 15-16 1.3 麻纤维复合材料研究现状 16-22 1.3.1 麻纤维的概述 16-17 1.3.2 研究现状 17-22 1.4 课题的研究目的及意义 22-23 1.4.1 研究目的 22 1.4.2 研究意义 22-23 1.5 研究内容和方法 23-25 1.5.1 研究内容 23-24 1.5.2 研究方法 24-25 第2章 苎麻/聚丙烯复合材料的成型制备 25-36 2.1 原材料的选择 25-27 2.1.1 增强材料 25 2.1.2 基体材料 25-26 2.1.3 偶联剂 26-27 2.2 复合材料的成型工艺 27-33 2.2.1 成型工艺选取原则 27 2.2.2 聚合物基复合材料的成型工艺 27-28 2.2.3 苎麻/聚丙烯复合材料的成型工艺 28-33 2.3 试验材料、药品、仪器 33 2.3.1 主要的实验材料及药品 33 2.3.2 主要试验仪器及设备 33 2.4 苎麻/聚丙烯复合材料的制备 33-34 2.4.1 复合材料制备工艺流程 33-34 2.4.2 不同工艺条件的苎麻/聚丙烯复合材料制备 34 2.5 本章小结 34-36 第3章 苎麻/聚丙烯复合材料的性能研究 36-48 3.1 测试内容 36-37 3.1.1 苎麻TG测试 3