玉米秸稈木質(zhì)素填充改性SBS熱塑彈性體的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S17483學(xué)位論文玉米秸稈木質(zhì)素填充改性SBS熱塑彈性體的研究赫羴姍指導(dǎo)教師姓名：邸明偉教授東北林業(yè)大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科專業(yè)：生物材料工程論文提交日期：2017年4月論文答辯日期：2017年6月10日授予學(xué)位單位：東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期：2017年6月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：摘要I摘要摘要以玉米秸稈木質(zhì)素為填充劑，利用溶液澆鑄的方法制備了木質(zhì)素填充的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物（SBS）膜材料，借

2、助力學(xué)性能測(cè)試以及動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA)、錐形量熱分析（CONE）、傅里葉紅外光譜分析（FTIR）及X射線光電子能譜分析（XPS）等手段，研究了木質(zhì)素的填充對(duì)SBS力學(xué)性能、燃燒性能、耐老化性能（熱氧老化、紫外老化及濕熱老化）的影響。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，木質(zhì)素的填充能提高SBS的力學(xué)性能。在木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，SBS膜的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到22.77MPa，斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)2407%，比未添加木質(zhì)素時(shí)分別增加了32%和15%。DMA分析表明，

3、木質(zhì)素填充SBS后，彈性體的模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高。錐形量熱分析可以看出，木質(zhì)素的添加降低了SBS燃燒過程中的總熱釋放量，并且使燃燒后的煙量減少；加入木質(zhì)素后，SBS燃燒過程的質(zhì)量損失變得緩慢，木質(zhì)素的填充提高了SBS彈性體的抑制燃燒性能。與未改性的SBS彈性體相比，在相同的熱氧老化時(shí)間下，木質(zhì)素填充SBS彈性體拉伸強(qiáng)度的降幅由74.53%降至67.37%，斷裂伸長(zhǎng)率的降幅由72.89%降至46.45%；動(dòng)態(tài)力學(xué)分析表明，木質(zhì)素的添加

4、有效減緩了SBS低溫玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化；紅外光譜和XPS分析表明，木質(zhì)素的填充減緩了熱氧老化造成的含氧基團(tuán)含量增加的幅度。在140℃~160℃溫度范圍內(nèi)，老化2h后，木質(zhì)素填充的SBS彈性體相比于未改性SBS拉伸強(qiáng)度的降幅由38.57%降至16.29%，斷裂伸長(zhǎng)率的降幅由35.96%降至8.30%；橡膠段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降幅由7.06%降至2.32%。木質(zhì)素的添加有效減緩了高溫?zé)嵫趵匣斐傻腟BS橡膠段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化以及SBS表面

5、氧元素含量增加的幅度。木質(zhì)素對(duì)SBS的填充起到了防老化的作用，提高了SBS的耐老化性能。木質(zhì)素填充改性的SBS彈性體紫外老化10天后，與未改性的SBS相比，拉伸強(qiáng)度的降幅由60.76%降至27.09%，斷裂伸長(zhǎng)率的降幅由70.51%降至18.44%。動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試表明，紫外老化過程中，SBS的老化以降解為主，而添加木質(zhì)素后，改性SBS的老化前期交聯(lián)占優(yōu)勢(shì)，后期降解占優(yōu)勢(shì)；木質(zhì)素的添加降低了SBS橡膠段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和損耗因子的變化幅度，體

6、現(xiàn)了抗老化的效果。紅外光譜分析和XPS分析表明，紫外老化過程中，木質(zhì)素的分解在一定程度上起到延緩SBS彈性體老化的作用。木質(zhì)素對(duì)SBS的填充改性，改善了SBS彈性體的耐紫外老化性能。濕熱老化10天后，純SBS彈性體的拉伸強(qiáng)度由17.28MPa降低至5.60MPa，6wt%木質(zhì)素添加的SBS彈性體拉伸強(qiáng)度由22.77MPa降至12.20MPa，降幅分別為67.60%和46.42%；純SBS彈性體的斷裂伸長(zhǎng)率由2095%降至605%，6wt