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第37卷 第 12期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1.37 No.12
2008年 12月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Dec.2008
香蕉纤维的表面改性及其增强环氧树脂
复合材料的性能研究
庞锦英,莫羡忠,梁 艺,唐忠平,莫小翠
(广西师范学院化学系,广西 南宁 530001)
摘 要:采用硅烷偶联剂(A一174)偶联、高锰酸钾接枝和乙酰化包覆等3种方法对香蕉纤维进行表面改性,制
备了改性香蕉纤维增强环氧树脂复合材料,测试其拉伸、弯曲、压缩、冲击等力学性能。结果表明,偶联、接枝、包覆
等表面改性均能明显改善香蕉纤维与基体树脂的相容性,提高复合材料的力学性能,其 中偶联改性的效果最好。
当改性香蕉纤维含量为lOwt%时,与未改性的香蕉纤维比较,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度分别提高
了1.8、1.0.2.6倍;随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能明显提高。
关键词:香蕉纤维;表面改性;环氧树脂;复合材料
中图分类号 :0636.11 文献标识码:A 文章编号:1671—9905(2008)12—0006—04
天然纤维复合材料以其优越的理化性能、人体 1.2 香蕉纤维的提取及表面改性
亲和性及绿色环保等优点,广泛应用于建筑及包装 采用压榨、漂白、清洗、烘干的方法从香蕉茎中
材料等领域。近年来天然纤维复合材料的研究与开 提取香蕉纤维55【J,并采用以下方法对香蕉纤维进行
发应用,正受到越来越多研究者的关注u~4J。香蕉 表面改性:
是广西区内大规模种植的经济作物,全区香蕉种植 (1)用硅烷偶联剂A一174进行偶联。往95%
面积约6.24万公顷,年产量 107.34万t,约 占中国 的乙醇水溶液中加入浓度为0.6%的A一174型硅
总产量的 1/5。长期以来人们只食香蕉果肉,香蕉 烷偶联剂,比例为6:4,充分混合 1h,用醋酸调节
茎叶等则随意丢弃或堆放,既浪费资源又污染环境。 pH为4,把香蕉纤维放入上述溶液中浸泡 1.5h,取
从我区丰富的香蕉茎中分离提取香蕉纤维制备成复 出香蕉纤维并在 70℃恒温烘箱中干燥。
合材料,对我区的经济发展具有重要的意义。但是 (2)乙酰化包覆 66【j。将经过碱处理的香蕉纤维
天然纤维的吸湿性较大,与基体树脂的粘结性较差, 用稀酸中和,水洗晾干,再放入 5O%醋酸中浸泡2
复合材料的冲击强度较低,这些缺点会限制天然纤 h,用蒸馏水洗涤,在 70℃烘箱恒温中烘干。
维复合材料的应用。本文采用3种不同方法对香蕉 (3)高锰酸钾接枝。把经过碱处理的香蕉纤维
纤维进行改性,并将改性香蕉纤维作为增强材料,制 与浓度为0.005%~0.205%的高锰酸钾溶液一起
备了香蕉纤维增强环氧树脂复合材料,并研究了材 放入丙酮溶液中改性 1rain,然后晾干。
料的力学性能。 改性前后香蕉纤维的强度测试依据GB5886—
1986(苎麻单纤维断裂强度试验方法》进行。本实验
1 实验部分
把纤维切成 150lnlTl长,然后将其分成不能再分的
1.1 主要原料与仪器 纤维作为试样,在万能试验机上测 50根纤维为一束
原料:环氧树脂E一44和低分子量聚酰胺树脂 的试样,每种试样测5次,取平均值。隔距 100mm.,
65o(工业品)、氢氧化钠(AR)、偶联剂A
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