棉稈粉-PVC復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料是以天然植物秸稈為原料,加入一些加工助劑與PVC樹脂復(fù)合而成的一種環(huán)境友好型新材料,近年來得到了較快的發(fā)展,其中以木粉與PVC制備的復(fù)合材料居多。本文是利用棉花秸稈粉末為主要原料制備復(fù)合材料,研究過程包括加工工藝、提高相容性、實(shí)際應(yīng)用性等幾個方面,旨在獲得可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的棉稈粉/PVC復(fù)合材料,為農(nóng)業(yè)廢棄棉花秸稈的綜合利用開辟新途徑。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)后,得到的結(jié)論如下:
　　 1.采用響應(yīng)面正交設(shè)計優(yōu)化了制片工藝條件,

2、確定最佳工藝為:溫度166℃,壓力25MPa,時間127s,同時得到了關(guān)于溫度(X1),壓力(X2),時間(X3)的三元二次回歸方程:Y=42.53+1.63X1+4X2+0.45X3-5.63X12-6.46X22-1.62X32-0.62X1X2-1.1X1X3-0.82X2X3。
　　 2.將不同含量(20/100、30/100、40/100、50/100；棉稈粉用量相對PVC用量100份時的比例)和不同粒徑(60目、10

3、0目、120目、150目)的棉稈粉作為填料分別制備復(fù)合材料,對板材進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度等相關(guān)力學(xué)性能的測試,結(jié)果表明,棉稈粉的最佳用量為40份,粒徑為100目。
　　 3.采用偶聯(lián)劑處理、堿處理及共聚接枝三種不同的表面處理方法對棉稈粉改性,結(jié)果表明,三種處理方法都能從不同程度上提高棉稈粉與PVC的相容性,改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能,其中以共聚接枝法改善效果最為明顯,偶聯(lián)劑次之。硅烷偶聯(lián)劑的最佳用量為2％,堿溶液的最佳

4、濃度為15％,共聚接枝反應(yīng)中,引發(fā)劑濃度為0.004mol/L時,表現(xiàn)出高的接枝率和接枝效率。
　　 探討了三種不同的偶聯(lián)劑(鋁酸酯、鈦酸酯及硅烷)的表面改性效果,并進(jìn)行了彎曲強(qiáng)度和彎曲模量的測定,結(jié)果表明,硅烷對比其他兩種偶聯(lián)劑有更好的改性效果,棉稈粉與PVC的相容性明顯提高。
　　 通過掃描電鏡對復(fù)合材料的斷面形貌和表面形貌進(jìn)行觀察,證實(shí)了改性處理的良好作用,通過紅外微觀表征,特征峰的出現(xiàn)同樣證實(shí)了棉稈粉已被成功改性

5、。
　　 4.設(shè)計了四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),對主要助劑的用量進(jìn)行了探討,結(jié)果得到,影響彎曲強(qiáng)度的因素主次為:硬脂酸(SA)>ACR>CaSt2>CaCO3,最終確定助劑的最佳用量為:硬脂酸0.3phr,ACR8phr,CaCO310phr,CaSt20.5phr。
　　 5.制備了低發(fā)泡棉稈粉/PVC復(fù)合材料,通過對密度、力學(xué)性能、流變性能的測試與分析得到:AC:ZB-530為1:5(AC1phr),CPE含量在6％,DO