竹纖維增強聚丙烯復合材料制備及力學、老化性能研究

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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼工業(yè)太堂或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：葉漲拯簽字日期：2。／綽鄉(xiāng)月午日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解云洼王些太堂有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權云洼王業(yè)太堂可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存

2、、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。(保密的學位論文在解密后適用本授權說明)學位論文作者簽名：叫碣蘇磚簽字日期：汐仲年；月乒日導師簽名：飛簽字日期：2p膨年鄉(xiāng)月乒日學位論文主要創(chuàng)新點lIIHIllHIIIllIIIIIIIIIY2518349一、通過竹纖維／PP界面剪切強度和竹纖維表面性日匕l(fā)匕側,',lil。ll試，研究了層間混雜結構和改性處理對復合材料性能的改善機理。層間混雜結構改善了竹纖維和聚丙烯樹脂的分散均勻程度，堿處理和偶聯劑處理則分別提高了竹纖維表面能和降低了竹纖維表面極性，有利于聚丙烯樹脂對竹纖維表

3、面浸潤和包覆。二、通過竹纖維含量、制作結構和竹纖維表面性能與復合材料吸濕性能關系的研究，探索了其吸濕規(guī)律和吸濕機理。竹纖維、竹纖維／PP界面以及內部缺陷是復合材料吸濕的途徑，其中竹纖維的表面性能是影響復合材料吸濕和耐濕性能的主要因素。三、研究了竹纖維增強聚丙烯復合材料濕熱老化規(guī)律，并從改善竹纖維／PP界面性能角度，探索了復合材料的耐濕熱穩(wěn)定性。層間混雜結構和竹纖維表面改性均有提高復合材料的濕熱穩(wěn)定性能，其中彎曲性能和界面性能表現最為突出。摘要由于竹纖維表面與聚丙烯樹脂存在較大極性差，這導致了竹纖維增強聚丙烯復合材料的弱界面性能和濕熱敏感性。隨著汽車工

4、業(yè)對材料環(huán)境適應性研究的注重，針對汽車的使用環(huán)境，研究竹纖維增強聚丙烯復合材料的濕熱老化性能具有非常重要的意義。課題采用非織造工藝和熱壓工藝制備了竹纖維增強聚丙烯復合材料，分別研究了竹纖維含量、制作結構和改性處理對復合材料力學性能、吸濕性能的影響：并通過層間混雜結構和竹纖維表面性能對復合材料性能作用機理的研究，探索了兩種優(yōu)化方式對復合材料濕熱穩(wěn)定性的影響。復合材料力學性能研究表明，當竹纖維／PP質量比為60／40時，復合材料具有最優(yōu)力學性能，其彎曲強度和模量分別為51．64MPa和3．97GPa，拉伸強度和模量分別為38．72MPa和4．36GPa。

5、層間混雜結構、堿處理和偶聯劑處理分別通過提高竹纖維和聚丙烯樹脂分散性、竹纖維表面能，以及降低竹纖維表面極性，改善了復合材料內部缺陷和界面性能，從而提高了材料的力學性能。其中，3％偶聯劑處理復合材料性能最優(yōu)，其彎曲強度和模量分別為為73．99MPa和6．07GPa，拉伸強度和模量分別為56．57MPa和6．17GPa，相比處理前，復合材料的各項性能分別提高了43．28％、52．90％、46．09％和41．70％。吸濕性能研究表明，復合材料的吸濕規(guī)律符合Fick吸濕定律，其水分表觀擴散系數數量級為10～cm2／s，當竹纖維／PP質量比為60／40時，復合

6、材料具有相對較好的耐濕性，其平衡吸濕量為5．05％，水分表觀擴散系數為3．06x10’7cm2／s。根據竹纖維／PP吸濕機理，復合材料主要通過內部缺陷和竹纖維的親水性進行吸濕，且竹纖維表面性能是影響復合材料吸濕性能和耐濕性能的主要因素。濕熱老化性能研究表明，改善界面性能和竹纖維表面性能是提高復合材料濕熱穩(wěn)定性的有效措施。層間混雜結構和改性處理復合材料的力學性能及其濕熱穩(wěn)定性均有一定程度提高，主要體現在彎曲和剪切性能方面，拉伸性能的濕熱穩(wěn)定性則略有降低。關鍵詞：竹纖維；聚丙烯纖維：層間混雜結構；堿處理：偶聯劑處理：力學性能；吸濕性能ABSTRACTTh

7、ehydrophilyofbamboofiberresultsintheweakinterfacialpropertiesbetweenbamboofibersandpolypropylenematrix，whichalsoleadscompositestobesensitivetowetandheat．Astheautoindustryfocusonenvironmentaladaptabilityofmaterial，thereseachonheatagingpropertiesofbamboofibers／PPaimingatserviceen

8、vironmentisveryimportant．Bamboofibersreinforcedpolypro