稻殼粉-高密度聚乙烯復(fù)合材料紫外老化降解機(jī)理研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料經(jīng)常使用在戶外條件下，其耐氣候性能尤為重要。本文重點(diǎn)研究了稻殼粉/高密度聚乙烯（Rice-hull/HDPE簡寫為RH/HDPE）復(fù)合材料的耐老化性能。將稻殼粉含量不同的RH/HDPE復(fù)合材料試件在人工加速紫外老化條件下進(jìn)行老化處理，利用掃描電子顯微鏡對復(fù)合材料表面微相結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析，然后通過靜態(tài)力學(xué)測試、色差分析、傅立葉變換紅外光譜和X-射線光電子能譜儀等方法分析紫外老化后復(fù)合材料各種性能變化及樣品表面化學(xué)變化情況。揭

2、示了各組分含量與復(fù)合材料的耐候性能之間的關(guān)系及紫外線吸收劑、無機(jī)顏料和受阻胺光穩(wěn)定劑等不同類型光穩(wěn)定劑對RH/HDPE復(fù)合材料耐老化性能的影響，最終確定了不同光穩(wěn)定劑復(fù)配的效果。研究結(jié)果為提高木塑復(fù)合材的耐候性提供了實(shí)用工藝配方，為開發(fā)新型環(huán)保木塑復(fù)合材料奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)在紫外老化過程中，所有樣品明度（L*）都增加，但RH/HDPE復(fù)合材料樣品的明度變化(ΔL*)程度遠(yuǎn)大于純HDPE的，并且在紫外老化

3、的第一個(gè)250 h里變化最大。同時(shí)，復(fù)合材料表面產(chǎn)生裂紋，彎曲性能降低;隨著稻殼粉含量的增加和老化時(shí)間的延長，ΔL*程度增大，即樣品褪色越來越嚴(yán)重，表面裂紋越來越多，彎曲性能損失越來越大，復(fù)合材料表面氧化程度也不斷增大。
　　(2) FTIR對紫外老化前后純HDPE和RH/HDPE復(fù)合材料樣品表面的化學(xué)變化的分析結(jié)果表明，將稻殼粉加入到HDPE中帶來了大量的羰基，使復(fù)合材料表面羰基指數(shù)增大。在紫外老化過程中，RH/HDPE復(fù)合材料

4、中HDPE分子發(fā)生斷鏈，羰基指數(shù)明顯增加。斷鏈和交聯(lián)反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生，HDPE的結(jié)晶度產(chǎn)生一定變化。
　　(3)增加稻殼粉含量，使RH/HDPE復(fù)合材料表面的纖維指數(shù)和木質(zhì)素指數(shù)增大。在紫外老化過程中，纖維指數(shù)和木質(zhì)素指數(shù)損失增大;紫外老化2000 h后，稻殼粉含量不同的復(fù)合材料其木質(zhì)素指數(shù)都下降到近似值，相互之間沒有明顯差別，說明木質(zhì)素對紫外光很敏感，幾乎降解完全。
　　(4)紫外線吸收劑和顏料在一定程度上能夠減少RH/HD

5、PE復(fù)合材料表面褪色和裂紋的產(chǎn)生，減小彎曲性能的損失，延遲復(fù)合材料表面氧化的發(fā)生。UV-326比UV-531的效果更好;顏料中炭黑的效果最好。受阻胺光穩(wěn)定劑不能有效減小復(fù)合材料表面明度的變化，褪色程度加大，但能有效保護(hù)復(fù)合材料的彎曲性能，減小復(fù)合材料表面的氧化程度。在紫外老化過程中，不同種類光穩(wěn)定劑的聯(lián)合使用產(chǎn)生不同效果的協(xié)同效應(yīng)，可有效減小復(fù)合材料表面明度和顏色的變化，降低復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和彎曲模量的損失。其中，UV-326（苯并三唑