利用FRP廢棄物與秸稈纖維制備木塑復合材料的工藝及性能研究.pdf

1、玉米秸稈為山東地區(qū)常見的農業(yè)廢棄物，大部分玉米秸稈被堆棄和焚燒處理，不僅浪費了耕地，而且浪費了大量的天然纖維。論文利用玉米秸稈制備玉米秸稈纖維，采用堿處理工藝對玉米秸稈纖維進行表面處理，然后再采用鈦酸酯偶聯(lián)劑進行復合改性，通過混煉、模壓成型制備了玉米秸稈纖維/PVC復合材料。論文還針對玻璃纖維增強塑料(簡稱FRP)廢棄物回收利用難的問題，選擇FRP廢棄物為回收利用對象，將其研磨并篩分至不同粒度范圍，制備FRP廢渣/秸稈纖維/PVC復合材

2、料，研究FRP廢渣對木塑復合材料(簡稱WPC)結構和性能的影響。
　　利用金相顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、紅外光譜分析儀(FTIR)、X射線熒光光譜儀(XRF)、同步熱分析儀(TG/DSC)等測試儀器，分析玉米秸稈纖維和FRP廢渣的微觀形貌、表面基團、物相組成、耐熱性能等基本性能。
　　玉米秸稈纖維的SEM分析顯示，堿處理后玉米秸稈纖維的表面粗糙度增加，有纖維絲從大束纖維上剝離的現(xiàn)象。堿處理秸稈纖維加入量為50 phr

3、時，WPC的彎曲強度最高，為77.15 MPa，維卡軟化溫度為95.9℃。秸稈纖維加入量為45 phr時，WPC的拉伸強度最高，為27.06 MPa。用轉矩流變儀測試了不同秸稈纖維加入量時WPC轉矩流變參數的變化，對比秸稈纖維加入量為30phr和40phr制備的WPC，秸稈纖維加入量提高，WPC物料的塑化時間、最大扭矩提高，表明WPC的加工性能變差。
　　堿處理-鈦酸酯偶聯(lián)劑復合改性玉米秸稈纖維的FTIR分析表明，鈦酸酯偶聯(lián)劑與玉

4、米秸稈纖維表面基團發(fā)生了化學反應。對比只加入堿處理秸稈纖維的WPC，當鈦酸酯偶聯(lián)劑的加入量為1.5 phr時，WPC的彎曲強度提高了13.3％、拉伸強度提高了2.8%、沖擊強度提高了34%。WPC的沖擊斷面SEM分析顯示，鈦酸酯偶聯(lián)劑改善了秸稈纖維和基體的界面結合。
　　不同粒度的FRP廢渣的燒失量實驗結果表明，F(xiàn)RP廢渣粒度越小其燒失量越大，即廢渣中玻璃纖維的含量越少。FRP廢渣的熱重分析表明，在PVC復合材料加工溫度范圍內，F(xiàn)

5、RP廢渣無明顯的熱分解。隨著FRP廢渣加入量增加，WPC的拉伸強度和彎曲強度先增加后減小。當FRP廢渣加入量為15 phr時，WPC的彎曲強度和拉伸強度最高，相比未加入FRP廢渣的WPC，彎曲強度和拉伸強度分別提高了10.9%和12.1%，同時，WPC的吸水率最低。加入FRP廢渣還提高了WPC的維卡軟化溫度。WPC的沖擊斷面SEM分析顯示，F(xiàn)RP廢渣加入量超過15 phr時，玻璃纖維在基體中的分散性變差，且基體對廢渣中玻璃纖維的相容性變