高填充量的大麻稈芯粉-EVA木塑復(fù)合材料及其性能的研究.pdf

1、隨著人們對(duì)健康的越來(lái)越重視，人們更加傾向于追求使用新型的、環(huán)保的、可降解、可循環(huán)利用的木塑制品來(lái)代替一部分的塑料制品。另外，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的角度來(lái)考慮，植物纖維廉價(jià)且來(lái)源廣，不僅能夠降低制品的成本，而且木塑復(fù)合材料本身具有的可降解性，能夠減少塑料帶來(lái)的白色污染。因此，研究木塑復(fù)合材料，不論是從社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō)，都具有不可言喻的意義。雖然木塑復(fù)合材料具有木材和塑料的雙重優(yōu)勢(shì)，如：力學(xué)強(qiáng)度好、硬度高于塑料；吸水性和熱伸縮性低于木材；耐磨、

2、耐腐蝕，尺寸穩(wěn)定性好；可循環(huán)使用，可降解，綠色環(huán)保等。但是木塑復(fù)合材料也有其不足之處。如：植物纖維與塑料基體的相容性差：植物纖維在基體中分散性差；加工溫度高時(shí)，木纖維容易燒焦和降解。因此，本論文從三個(gè)方面來(lái)解決其不足之處。首先，選擇合適的能與植物纖維有較好相容性的塑料基體，如EVA；其次，通過(guò)特殊的工藝和助劑對(duì)植物纖維進(jìn)行改塑化改性，增加其相容性以及降低加工溫度；最后，添加一定量的相容劑和無(wú)機(jī)增強(qiáng)劑來(lái)提高共混物的界面結(jié)合，提高復(fù)合材料的

3、力學(xué)性能。本研究主要包括兩個(gè)方面：
　　 其一：大麻稈芯纖維的吸溫和散溫性能的研究。本論文主要是研究大麻稈芯粉隨著外界環(huán)境溫度的變化，自動(dòng)地調(diào)節(jié)本身的吸溫和散溫速率的性質(zhì)，分別考察環(huán)境溫度、溫差、大麻稈芯纖維粉的堆積密度和粒度等對(duì)稈芯粉的吸溫速率和散溫速率的影響。結(jié)果表明，吸溫和散溫速率隨著大麻稈芯粉粒度的減小、環(huán)境溫度和溫差的升高而變快.在待測(cè)物質(zhì)本身溫度小于 35℃時(shí)，同等粒度下的大麻稈芯粉較普通木粉吸得快;在大于 35℃之

4、后，同等粒度下大麻稈芯粉較普通木粉散得快.通過(guò)對(duì)400 目大麻稈芯粉在環(huán)境溫度為37 ℃(吸溫)和19 ℃(散溫)的吸溫和散溫速率隨溫差變化的曲線，以及在環(huán)境溫度為 2 ℃(散溫)和 37 ℃(吸溫)的散溫和吸溫速率隨溫差變化的曲線研究，可知大麻稈芯粉具有冬暖夏涼的功效。
　　 其二：高填充量的大麻稈芯粉/EVA木塑復(fù)合材料及其性能的研究。本論文選用合適的助劑以及適當(dāng)?shù)墓に噷?duì)大麻稈芯粉進(jìn)行塑化、以及制備高含量的塑化大麻稈芯粉/E

5、VA基體后共混物，通過(guò)SEM、XRD、FTIR、TGA、DSC以及熔體流動(dòng)速率（MI）等各種測(cè)試手段，探討了大麻稈芯纖維含量、增塑劑的種類(lèi)以及含量、相容劑的種類(lèi)以及含量以及無(wú)機(jī)增強(qiáng)物云母的含量對(duì)共混物性能的影響。所得結(jié)果如下：
　　 ⑴隨著稈芯粉填充量的增加，復(fù)合材料的熔融指數(shù)呈下降趨勢(shì)。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度隨稈芯粉含量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度以稈芯粉填充量50％為分界點(diǎn)，沖擊強(qiáng)度以45％

6、為分界點(diǎn)。EVA基體中加入稈芯粉后，共混物的熔融溫度升高、分解溫度降低。
　　 ⑵相比月桂酸、甘油、馬來(lái)酸酐和尿素而言，硬脂酸能大大促進(jìn)稈芯粉的流動(dòng)性。當(dāng)硬脂酸的含量為4％時(shí)，復(fù)合物的熔體流動(dòng)速率達(dá)到最大值，為22.5808 g/10min。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度隨硬脂酸含量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，以4％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為分界點(diǎn)。
　　 ⑶經(jīng)硬脂酸塑化改性后，原大麻稈芯纖維中的2θ＝15.3o衍射峰消失了

7、，2θ＝22.2o衍射峰移至2θ＝21.5o，而在2θ＝6.6o處還出現(xiàn)了一個(gè)新的低衍射峰，這說(shuō)明硬脂酸的加入破壞了大麻稈芯纖維原有的晶格，并生成了新的晶格。從復(fù)合材料的FTIR圖可知：經(jīng)硬脂酸改性后的的復(fù)合材料在3350cm-1處的羥基伸縮振動(dòng)峰減弱，并往3450cm-1高波數(shù)方向移動(dòng)，說(shuō)可能是加入的硬脂酸跟大麻稈芯粉中的羥基發(fā)生反應(yīng)，破壞了大麻稈芯粉的氫鍵的緣故。
　　 ⑷復(fù)合材料熔體流動(dòng)速率以及拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度

8、的隨相容劑的含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)在相容劑添加量2～3％之間。相容劑的加入使得原有大麻稈芯纖維的衍射峰發(fā)生了移動(dòng)與消失，結(jié)晶度下降。而且有添加相容劑的復(fù)合材料的較未添加相容劑的稈芯粉/EVA復(fù)合材料的分解溫度較高，而且相容劑MAH-g-EVA效果更優(yōu)于MAH。
　　 ⑸云母添加量的增加，復(fù)合材料的熔融指數(shù)呈下降趨勢(shì)。尤其是添加量大于5％后，熔融指數(shù)下降趨勢(shì)增大。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度都隨云母含量的增加呈上升后下降的