以稻殼、竹粉、楊木粉作為聚乳酸(PLA)的增強材料,添加硅烷偶聯(lián)劑進行界面處理,采用模壓成型的方法制備PLA木塑復合材料,研究了纖維的種類與含量以及偶聯(lián)劑對PLA木塑復合材料力學性能和吸水性能的影響,并采用體式顯微鏡對其形貌和結構進行了表征。結果表明,楊木粉對PLA復合材料的增強效果最好;楊木粉、稻殼、竹粉質量分數(shù)為30%時,PLA木塑復合材料的拉伸強度最大,分別為16.26,11.27,14.17 MPa,楊木粉質量分數(shù)為30%時PLA木塑復合材料的沖擊強度最大,為4.44 kJ/m~2,隨著復合材料中木粉含量的增加,其吸水率呈上升趨勢;添加硅烷偶聯(lián)劑改性使PLA/竹粉復合材料的拉伸強度最大提高了119.74%,沖擊強度最大提高了86.52%,改性后的木塑復合材料各組分較為均勻、空洞和缺陷較少。 

【文章來源】：工程塑料應用. 2020年02期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

木塑復合材料的制備工藝

圖2是不同植物纖維含量的PLA木塑復合材料的拉伸強度。由圖2可知,隨著木粉填充量的逐漸升高,復合材料的拉伸強度整體呈現(xiàn)先升高后下降再稍有回升的趨勢,其中PLA/楊木粉復合材料拉伸強度最優(yōu),當楊木粉質量分數(shù)為30%時,復合材料的拉伸強度最大,最大值為16.26 MPa,其次是PLA/竹粉復合材料,最后是PLA/稻殼粉復合材料。由于PLA屬于斷裂伸長率低的脆性材料,當木粉填充量較少時,木纖維對復合材料的塑性增強作用很小從而使復合材料更多表現(xiàn)為PLA的脆性,導致復合材料的拉伸強度較差;當木粉含量增加到一定程度時,粉末均勻地分散在塑料中,并且粉末彼此接觸,引起交叉甚至纏繞,纖維之間相互約束[12],使得復合材料能夠承受的拉力大幅度增加,很好地增強了復合材料的塑性,材料表現(xiàn)為較大的拉伸強度;當木粉含量進一步增強時,纖維和PLA的接觸面積以及纏繞程度增加不大,木粉含量不再是主要影響因素,拉伸強度趨于平穩(wěn)。由于楊木粉與PLA之間交叉纏繞更加牢固,從而使得PLA/楊木粉復合材料的拉伸強度優(yōu)于其它兩種復合材料,且在含量為30%時最優(yōu)。(2)沖擊強度。

圖3是不同植物纖維種類和含量的PLA木塑復合材料的沖擊強度。由圖3可知,隨著木粉含量逐漸升高,復合材料的沖擊強度表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢,PLA/楊木粉復合材料沖擊強度優(yōu)于其它兩種復合材料,其中當楊木粉質量分數(shù)為30%時,復合材料的沖擊強度最大,其值為4.44 kJ/m2。這可能是由于木粉含量過低時,對PLA復合材料韌性改善較小,更多表現(xiàn)出PLA高分子材料的脆性;當木粉含量再增加,木纖維與PLA相互交叉纏繞相互制約,很好地增強了復合材料的韌性;而當木粉含量進一步增加,過高的木粉填充到PLA中將形成團聚現(xiàn)象,造成應力集中,導致材料變脆而易斷裂。當PLA/楊木粉的配比為7∶3時,復合材料的結合度和結晶度較好,內部結合穩(wěn)固,從而使復合材料獲得較大的沖擊強度。(3)吸水性能。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2918934