麥秸稈纖維增強(qiáng)廢聚乙烯復(fù)合材料的制備及其界面性能研究.pdf

1、秸稈和包裝廢塑料的資源化利用問題備受關(guān)注，開發(fā)變廢為寶的高附加值利用技術(shù)在環(huán)境保護(hù)以及資源節(jié)約等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題以關(guān)中地區(qū)的小麥秸稈（WF）和廢舊聚乙烯塑料（rPE）為原料，釆用擠出和熱壓成型工藝制備秸桿纖維/廢聚乙烯（WF/rPE）復(fù)合材料。研究了WF纖維的粒徑和添加量、界面改性劑的種類和添加量、生物酶改性處理和生物酶與相容劑復(fù)合處理對WF/rPE復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和吸水性的影響，并使用掃描電子顯微鏡（SEM）

2、和傅立葉紅外光譜儀（FTIR）對復(fù)合材料的界面性能和化學(xué)成分進(jìn)行了研究，論文主要結(jié)論如下：
　?。?）未改性WF/rPE復(fù)合材料的機(jī)械性能隨WF纖維添加量的增加不斷增強(qiáng)，當(dāng)纖維含量超過40wt％時復(fù)合材料的機(jī)械性能開始下降。在60/100/200目秸稈纖維中，添加60目秸稈纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能最好。
　?。?）紅外光譜（FTIR）分析發(fā)現(xiàn)，三種界面相容劑MAPE、MAPE蠟和KH550都可以與WF纖維上的羥

3、基反應(yīng)。SEM結(jié)果表明，三種界面改性劑都可以改善復(fù)合材料的界面性能。當(dāng)WF含量為40wt%時，添加2wt%MAPE蠟的復(fù)合材料力學(xué)性能相對最好，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別為15.0MPa、23.8MPa和1646.4MPa；當(dāng)MAPE蠟的添加量高于2wt%時，得到的復(fù)合材料機(jī)械性能明顯降低。復(fù)合材料的DSC曲線表明，添加界面改性劑對復(fù)合材料的結(jié)晶過程起到促進(jìn)作用。
　?。?）生物酶和堿處理對WF纖維表面都具有明顯的改性效果

4、，其中木聚糖酶和纖維素酶復(fù)合處理對WF纖維改性的效果最好。生物酶和堿處理可以顯著提高復(fù)合材料中WF纖維的熱穩(wěn)定性能，并促進(jìn)復(fù)合材料結(jié)晶過程。經(jīng)木聚糖酶和纖維素酶改性的復(fù)合材料PFXC40的力學(xué)性能最佳，吸水率最低。
　?。?）經(jīng)木聚糖酶、纖維素酶和相容劑復(fù)合改性的復(fù)合材料PFXC40W2和經(jīng)木聚糖酶、相容劑復(fù)合改性的復(fù)合材料PFX40W2的拉伸強(qiáng)度和彎曲性能差別不大，但復(fù)合材料PFXC40W2吸水率最低。SEM結(jié)果表明，相比其他改