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1、分類號密級劍麻/HDPE復合材料的制備及性能研究研究生姓名：胡燦指導教師姓名、職稱：曾廣勝教授學科專業(yè)：材料加工工程研究方向：高分子材料成型加工及功能化湖南工業(yè)大學二零一八年六月四日摘要出于環(huán)境意識的增強和提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟，越來越多的學者開始研究使用質(zhì)輕、強度高、可降解的麻纖維替代人工合成纖維來增強聚合物。但是，極性的麻纖維與非極性的聚合物界面粘接性差，影響其增強效果。本論文在傳統(tǒng)的堿處理工藝上，對劍麻纖維進行了堿/MMA接枝、堿/KH550偶聯(lián)復合處理，以及創(chuàng)新性的使用堿/PVA包覆復合處理，并且采用擠出工藝制備了劍麻/HDPE復合材料
2、。采用紅外光譜和SEM對處理劍麻纖維進行表征。檢測并討論了劍麻纖維及復合材料的力學性能、吸水性和熱性能。觀察并分析了復合材料斷面微觀形貌。通過紅外光譜和SEM圖分析，發(fā)現(xiàn)堿處理劍麻纖維的最佳工藝為：10%NaOH溶液處理1h。上述三種復合處理都能更進一步改性劍麻纖維，改善纖維與HDPE的界面性能，其中堿/包覆的效果最好，其次為堿/偶聯(lián)和堿/接枝。力學性能分析結果為：堿/包覆處理的劍麻纖維單絲拉伸強度最高，其次為堿處理，再次之為堿/偶聯(lián)和堿/接枝處理。當劍麻含量為12%，長度為6mm時，復合材料力學性能最優(yōu)。此時未處理、堿處理、堿/接枝
3、、堿/偶聯(lián)以及堿/包覆處理的劍麻/HDPE復合材料拉伸強度比HDPE純料分別提高6.3%、11.6%、15.7%、17.4%、26.2%；彎曲強度分別提高了13.0%、18.5%、25.0%、26.5%、34.5%；沖擊韌性下降得最少的為堿/包覆處理，其次為堿/偶聯(lián)和堿/接枝處理，之后為堿處理，下降最多為未處理的劍麻/HDPE復合材料。復合材料的吸水情況為：浸泡240h后，吸水率保持平穩(wěn)。此時未處理的劍麻/HDPE復合材料吸水率為2.03%，堿處理為1.57%，堿/接枝為1.23%，堿/偶聯(lián)為1.06%，堿/包覆為1.43%。通過TG
4、和DSC分析得出：劍麻纖維烘干溫度為75℃—100℃，加工溫度應小于250℃。劍麻/HDPE復合材料的使用溫度不要超過130℃。關鍵詞：劍麻，復合材料，表面處理，力學性能，吸水率IAbstractForthesakeofenhancingenvironmentalawarenessandimprovingtheagriculturaleconomy,moreandmorescholarshavebeguntostudytheuseoflightweight,high-strength,biodegradablehempfibertor
5、eplacesyntheticfiberstoenhancepolymers.However,theinterfaceadhesionbetweenthepolarityhempfiberandnon-polarpolymerispoor,affectingitsreinforcingeffect.Inthispaper,inthetraditionalalkalitreatmentprocess,thesisalfiberwassubjectedtoalkali/MMAgrafting,alkali/KH550couplingcom
6、positetreatment,andinnovativeuseofalkali/PVAcoatingcompositetreatment,andansisal/HDPEcompositewaspreparedbyextrusionprocess.ThesisalfiberwascharacterizedbyFTIRandSEM.Themechanicalproperties,waterabsorptionandthermalpropertiesofsisalfibersandcompositeswereexaminedanddisc
7、ussed.Themicrostructureofcompositematerialswasobservedandanalyzed.ThroughtheanalysisofFTIRandSEM,itwasfoundthattheoptimumprocessforalkalitreatmentofsisalfibersis:10%NaOHsolutiontreated1h.Theabovethreekindsofcompositetreatmentcanfurthermodifythesisalfiber,improvetheinter
8、facepropertiesofthefiberandHDPE,andtheeffectofalkali/coatingisthebest,followedbyalkali/couplingandalkali/graft
