植物纤维与工程塑料复合的研究现状及展望 (1).pdfVIP

中 国 造 纸 学 报 TransactionsofChinaPulpandPaper ．’’ ’’’’’、 2综 述 ： -t‘‘II。I ‘I 植物纤维与工程塑料复合的研究现状及展望 戴 歆 刘祝兰 任 浩 (南京林业大学轻工科学与工程学院，江苏南京，210037) 摘 要：综合国内外相关研究资料，介绍了植物纤维及其木质素组分与工程塑料复合的研究现状及进展 ，并对存在的问题进行了分 析，同时提出可将一种新型木质素基高分子物质——木质素酚加入到化学浆纤维和工程塑料之间，以开发新型复合材料。 关键词：植物纤维；木质素；木质素酚；复合材料；工程塑料 中图分类号：TB33；TS79 文献标识码：A 文章编号：1000—6842(2014)03—0054—05 近 10年来，在纤维增强复合材料方面的研究中， 木复合材料的设计，保证了复合材料具有较高冲击韧 用植物纤维取代人造纤维的研究越来越受到重视…。 性和综合力学性能。 植物纤维增强复合材料是将植物纤维与热塑性树脂基 植物纤维本身就是一种以木质素和半纤维素为基 体或热固性树脂基体复合而成的一种新型材料。与玻 体、纤维素微纤丝为增强体的复合材料 ¨。由于含 璃纤维增强复合材料相比，植物纤维增强复合材料具 有大量的极性羟基和酚羟基官能团，植物纤维主要组 有密度低、比性能高、隔音效果好、可回收、可再 分的表面均表现出很强的化学极性。植物纤维不经任 生、可 自然降解及人体亲和性好等优点 J。植物纤 何组分分离的情况下，活性官能团彼此包埋，导致植 维增强复合材料因较差的热稳定性和界面黏附力、较 物纤维只有展露在表面的官能团能与基体接触，又因 强的吸水性致使其应用仍具有很多局限性。目前，许 纤维表面官能团的极性与工程塑料高分子结构中的官 多研究通过对植物纤维进行表面处理或在基材问添加 能团的极性存在较大差异，使得植物纤维与工程塑料 偶联剂等方法改良植物纤维增强复合材料。 基材间界面相容性差，微观上呈非均匀体系，两相存 在十分清晰的界面，黏结力差，从而影响植物纤维和 1 植物纤维在工程塑料中的应用 工程塑料复合材料的物理性能和机械性能 ¨。因此， 关于植物纤维增强复合材料的报道很多，最早可 通常需要通过对植物纤维进行表面处理来改善植物纤 以追溯到20世纪初 。德 国巴斯夫股份有限公司 维增强复合材料的界面性能。目前，常用的处理方法 (BASFSE)利用黄麻、剑麻和亚麻的纤维作为增强 有热处理 ¨、等离子体处理_1和各种化学处理。其 材料，与聚丙烯 (PP)等热塑性塑料复合，制备出 中，化学处理较为简便，成本较低 。常用的化学 植物纤维增强热塑性复合材料 (NMTS)J。Lodha 处理有碱处理、酶处理、酰化处理、引入第三相—— 等 利用芋麻纤维制备了绿色复合材料，当添加的 偶联剂、加工复合材料时添加增容剂等方法。 纤维长度超过 5mm时，复合材料的力学性能显著提 1．1 植物纤维的处理 高。李雪峰等 对甘蔗渣、木粉、稻壳粉和稻草粉 1．1．1 碱处理 进行预处理，并分别与高密度聚乙烯 (HDPE)和PP 碱处理不仅可以改变植物纤维结构，提高其模量 复合制备了植物纤维增强聚烯烃复合材料。洪钧 J 和强度 ¨，还能溶解植物纤维中部分木质素和半纤 将苎麻以粗纱的形态作为增强材料，采用模压工艺制 维素等，使纤维素微纤丝排列更加松散并沿着受力方 备了苎 PP复合材料。姚嘉 实现了椰纤维夹芯代 向取向¨。碱处理过程中存在着纤维素、半纤维素 收稿 日期 ：2014-04-30