西瓜藤纖維(WF)-iPP復(fù)合材料的制備及結(jié)晶行為研究.pdf

1、材料的結(jié)晶行為對聚合物基體的力學(xué)性能有很大的影響,本文以西瓜藤為原料,提取其中的纖維作為增強(qiáng)相,制備西瓜藤纖維(WF)/聚丙烯(iPP)復(fù)合材料,研究WF對iPP結(jié)晶行為的影響。主要工作如下:
　　 1.WF的提取工藝及性能分析:用稀釋的酸堿溶液溶解西瓜藤原料中的非纖維素成分,提取高纖維素含量的WF,并分別用熱重分析儀(TGA)、紅外光譜儀(FTIR)和廣角X射線衍射儀(WAXD)對WF的熱穩(wěn)定性、組成和結(jié)晶度進(jìn)行分析,通過正交

2、實(shí)驗(yàn),得出一組最優(yōu)的工藝條件。
　　 2.復(fù)合材料的制備工藝及性能分析:用哈克混煉機(jī)制備WF/iPP復(fù)合材料;用偏光顯微鏡(POM)、差示掃描量熱儀(DSC)及WAXD分析WF含量、WF表面處理、等溫結(jié)晶溫度、降溫速率對iPP結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶度等的影響;用TGA分析WF的加入對復(fù)合材料熱穩(wěn)定性的影響;用Avrami方程和Caze方程描述復(fù)合材料的結(jié)晶動(dòng)力學(xué);用Kissinger方法計(jì)算復(fù)合材料的結(jié)晶活化能。
　　 通過以上

3、實(shí)驗(yàn)和分析,得出的結(jié)論主要有:
　　 1.采取酸煮-堿處理-漂白-堿處理-漂白的工藝順序,其中堿濃度分別為7.5％、12.5％,堿處理溫度均為130℃時(shí)提取得到的WF的各項(xiàng)性能最佳。
　　 2.WF是iPP有效的成核劑:(1)隨著WF含量的增加,球晶尺寸變小,結(jié)晶峰溫度提高,半結(jié)晶時(shí)間縮短,且在纖維表面有橫晶形成;(2)硅烷處理使WF的成核速度加快;(3)等溫結(jié)晶溫度越高,結(jié)晶速度越慢,且溫度越高,越不利于橫晶的形成;降

4、溫速率越大,結(jié)晶峰溫度越低;(4)WAXD和DSC的結(jié)果表明,WF/iPP復(fù)合材料的結(jié)晶度隨著降溫速率的增大而減小,WF的加入使體系的結(jié)晶度低于純iPP的結(jié)晶度;β晶的相對含量隨著WF含量的增加、降溫速率的增大而逐漸降低,WF表面經(jīng)硅烷處理后,該體系的β晶幾乎不存在;(5)WF的加入使體系的結(jié)晶活化能反而高于純iPP的結(jié)晶活化能。
　　 3.WF的存在使iPP的熱穩(wěn)定性提高:WF/iPP復(fù)合材料的TGA分析表明,WF的加入提高了