高填充竹纖維-HDPE復(fù)合材料制備及其性能研究.pdf

1、本論文以高密度聚乙烯（HDPE）為基本物質(zhì)、以竹纖維為增強(qiáng)材料，制造高填充竹纖維/HDPE復(fù)合材料，探討了改性處理、工藝條件對竹纖維/HDPE復(fù)合材料性能的影響。
　　兩種竹材中國毛竹和越南黃竹，對竹纖維的形態(tài)進(jìn)行測試。對竹纖維進(jìn)行改姓處理并試制竹纖維/HDPE復(fù)合材料。處理方法分別為：減處理（減處理為NaOH水溶液，濃度10％，溫度為室溫，時間4個小時），ES處理（處理劑為冰乙酸與濃硫酸，冰乙酸用量按照比例冰乙酸：竹纖維=50m

2、l:100g，冰乙酸與濃硫酸的體積比為50:1，溫度為室溫，時間4個小時），偶聯(lián)劑處理（處理劑為偶聯(lián)劑無水乙醇、醋酸、硅烷偶聯(lián)劑，乙醇水溶液濃度95%，用醋酸將溶液的pH值調(diào)節(jié)至4左右，加入3％硅烷偶聯(lián)劑水解1小時，溫度為室溫，時間30分鐘），對處理前后的竹纖維及其竹纖維/HDPE復(fù)合材料的性能進(jìn)行分析。在高填充竹纖維/HDPE復(fù)合材料的制造過程中，工藝條件為竹纖維添加量（50、60、70%），竹纖維的尺寸形態(tài)（20、40、60目），潤

3、滑劑添加量2.5%和抗氧劑添加量0.37%，對不同工藝條件下試制的16種竹纖維/HDPE復(fù)合材料進(jìn)行性能分析。
　　本研究得到的結(jié)論歸納如下：
　　1.試驗用兩種竹材由竹粉目數(shù)為20目，40目，60目，越南黃竹竹纖維長度在0.31～0.70mm之間，中國毛竹竹纖維長度在0.47～1.22mm之間。
　　2.生產(chǎn)竹塑復(fù)合材料主要包括三個階段：混料階段，造粒階段使用特殊制造的同向平行雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行造粒，設(shè)備采用大的長徑比

4、，40:1和擠出階段，采用雙螺桿擠出機(jī)。
　　3.確定中國毛竹和越南黃竹經(jīng)過三種不同預(yù)處理如硅烷偶聯(lián)劑處理的用量為3%，減處理的用量為10%，ES處理的用量為冰乙酸：竹纖維=50ml：100g,冰乙酸與濃硫酸的體積比為50:1。兩種竹粉經(jīng)過預(yù)處理改性后，吸潮率低于未改性竹粉的吸潮率，且竹粉預(yù)處理改性后的竹粉/HDPE復(fù)合材料力學(xué)性能得到改善，拉伸強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度明顯提高。SEM分析表明，竹粉進(jìn)行處理，改善了竹粉/HDPE復(fù)

5、合材料的性能。
　　4.竹粉采用三種含量50%，60%，70%的竹粉/HDPE復(fù)合材料，隨著竹粉含量的增加復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均降低,吸潮率增高，可彎曲強(qiáng)度不同竹粉占60%彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值。SEM分析表明，竹粉含量增加竹塑復(fù)合材結(jié)構(gòu)里面竹粉分散不均勻影響到竹粉與HDPE結(jié)合度降低。
　　5.擠出竹塑復(fù)合材料試驗所用的竹粉目數(shù)變化20目，40目，60目，竹粉目數(shù)越大拉伸強(qiáng)度越高，吸潮率增高表示竹塑復(fù)合材抗吸水性能越低