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聚丙烯复合材料性能测试和分析

目录

聚丙烯复合材料性能测试和分析1

摘要1

(1)聚丙烯的光引发接枝反应1

(2)麻纤维/聚丙烯复合材料的制备2

(3)麻纤维/聚丙烯复合材料的性能分析2

第一章文献综述2

1.1引言2

1.2课题的源与选题依据2

1.2.4(1)紫外光简介及应用6

1.3实验的影响因素6

1.4课题的理论依据6

1.5课题的国内研究现状7

1.6课题的意义和目的8

第二章实验部分8

2.1实验原材料8

2.2实验仪器8

2.3实验内容9

第三章结果讨论11

3.1接枝前后的红外光谱对比分析11

3.2界面剂含量对复合材料力学性能的影响12

3.3界面剂对复合材料结晶行为的影响14

3.4界面剂对复合材料维卡软化温度的影响16

3.5界面剂对复合材料吸水性能的影响16

结论展望17

摘要

聚丙烯是一种应用广泛的大品种通用塑料，传统聚丙烯复合材料通常以无机

粉体、碳纤维和玻璃纤维等为增强体，而天然植物纤维增强聚丙烯复合材料以植

物纤维为增强体，这为聚丙烯复合材料的应用开辟了新的途径。天然植物纤维具

有源丰富、价格低廉、可再生、可降解等优点⑹，但存在性能不均一、易吸

湿以及与基体树脂相容性差等缺点，在聚丙烯复合材料中的应用受到制约。

本文采用紫外光辐照的方法，制备此次用以作为界面剂的聚丙烯产物，再以

麻纤维为增强相，聚丙烯(PP)塑料为热塑性聚合物基体，制备麻纤维/聚丙烯复合

材料。主要内容包括：光引发接枝反应、麻纤维/聚丙烯复合材料的制备，复合

材料的性能测试和分析。

(1)聚丙烯的光引发接枝反应

将一定剂量的光引发剂占吨酮溶于少量乙醇，再将一定量的KH570、PP倒

入烧杯，用玻璃棒搅拌均匀。然后再将其全部置入大反应器中，使用真空泵对其

进行抽真空处理，当观察到乙醇有轻微地沸腾现象时即可。完全密封之后，将大

反应器置入恒温水浴锅，并将温度设定为60C。最后将大反应器及水浴锅一并

置入紫外线固化箱中，并以400W的功率和进行2h的照射。

(2)麻纤维/聚丙烯复合材料的制备

分别称取定量的麻纤维、粒状PP界面剂、粉状PP界面剂和粒状PP基体(保

证每份样品的质量总和为30g),并将其均匀混合，平均分次置入转矩流变仪，

进行麻纤维/聚丙烯复合材料的制备。

(3)麻纤维/聚丙烯复合材料的性能分析

将加入了不同比例界面剂进行混炼的麻纤维/聚丙烯复合材料进行拉伸测试、

差示扫描量热分析、维卡软化温度测定、吸水性能测定，记录结果并进行对比分

析，得出结论。

由以上性能测试实验结果可以得出，光引发接枝得到的聚丙烯界面剂能提高

麻纤维/聚丙烯复合材料的力学性能，增加了基体结晶温度时的粘度，从而提高

了复合材料的相对结晶度，降低了材料的软化性能，降低了材料的吸水性。

关键词：聚丙烯，天然植物纤维，复合材料

第一章文献综述

1.1引言

由于石化资源的日趋短缺，人们在不断寻找新能源、新材料以替代煤炭和石

油化工产品，以缓解或解决能源与资源危机。玻璃纤维和碳纤维复合材料在给人

类生活带方便的同时，又给人类带了资源短缺、回收利用及环境影响等新的

问题。利用生物质可再生资源开发环境友好绿色复合材料成为当前世界各国关注

和研究的热点之一［1-3］oNVF增强PP复合材料是利用天然可再生植物纤维

与PP基体复合而成的一种新型复合材料oNVF是自然界最丰富的天然高分子

材料，自然界中每年生长的纤维素(以NVF的形式存在)总量多达千亿吨，远

远超过了地球上现有的石油总储量，在自然资源日见缺乏的今天，充分利用天然

植物纤维的潜力，发挥其独特的功能和特性，开发新的应用领域，是引人注目的

热点MY］。

八八以NVF增强PP树脂复合材料替代木材或玻璃纤维材料是日前天然植物

纤维综合利用的主要途径之一。随着全降解基体高分子材料的不断研究开发，用

NVF与全降解基体复合制