近年來人們對(duì)環(huán)保越來越關(guān)注。聚乳酸作為一種性能優(yōu)良的環(huán)境友好型材料,一直受到人們的喜愛,但因自身性能因素影響導(dǎo)致其使用范圍受限,為了擴(kuò)寬它的使用范圍一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法是添加填料。玄武巖纖維是由天然巖石拉絲而成的,性能優(yōu)良且環(huán)保,但其與聚合物之間的界面性能較差。本文采用溶液法混合后熱壓的方法,制備了以聚乳酸為基底材料,玄武巖纖維為加強(qiáng)材的復(fù)合材料,并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）為了改進(jìn)玄武巖纖維與聚乳酸基材之間的界面相互作用,首先對(duì)玄武巖纖維使用超聲處理、酸刻蝕和堿刻蝕三種方法進(jìn)行表面預(yù)處理。玄武巖纖維經(jīng)超聲處理1.5 h后表面雜質(zhì)可去除部分,但仍能觀察到不光滑的表面。經(jīng)3 mol/L鹽酸溶液刻蝕1-12 h,纖維表面逐漸變得光滑,在刻蝕6 h時(shí)表面最為光滑,繼續(xù)刻蝕纖維再次表現(xiàn)出粗糙的表面。經(jīng)3 mol/L的氫氧化鈉溶液刻蝕1-12 h,纖維表面變得更加粗糙,甚至纖維骨架結(jié)構(gòu)被破壞,出現(xiàn)凹槽。（2）通過水熱法成功在玄武巖纖維表面原位生長(zhǎng)了二氧化硅納米粒子,并用偶聯(lián)劑KH-550對(duì)纖維進(jìn)行了處理,以提高聚乳酸與玄武巖纖維之間的界面相互作用。（3）以二氯甲烷為溶劑,通過... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聚乳酸分子式Fig.1-1Polylacticacidmolecularformula

緒論3圖1-2玄武巖短切纖維Fig.1-2Basaltchoppedfiber1.2研究現(xiàn)狀1.2.1玄武巖纖維改性研究進(jìn)展迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)聚乳酸的報(bào)道較少，主要集中在纖維長(zhǎng)度、纖維分散性以及纖維表面改性對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響等方面。目前為了使玄武巖纖維與聚乳酸界面能夠更好的結(jié)合，更多研究者采用對(duì)玄武巖纖維表面進(jìn)行處理，方法具體有以下幾種：（1）酸/堿刻蝕改性：酸/堿刻蝕改性是對(duì)纖維表面進(jìn)行改性最常用的方法之一，其改性效果主要受所用刻蝕溶液的種類、濃度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度的影響。另外，酸堿溶液還可以增加玄武巖纖維表面反應(yīng)性硅醇的數(shù)量，有利于提高復(fù)合材料的界面性能[31]。Zhu等[32]首先將連續(xù)玄武巖纖維切成2cm的長(zhǎng)度，浸泡在La-EDTA溶液中刻蝕48h。結(jié)果表明，刻蝕后的纖維表面出現(xiàn)明顯的晶體顆粒，使纖維表面粗糙度增加，通過紅外發(fā)現(xiàn)纖維表面的-OH離子數(shù)量和活性增加，并且纖維的拉伸斷裂強(qiáng)度由原來的124mN提升到了163mN。Li等[33]使用濃度不同的鹽酸對(duì)玄武巖纖維纖維進(jìn)行刻蝕。結(jié)果表明，鹽酸刻蝕不可避免地會(huì)破壞纖維的單絲拉伸強(qiáng)度，鹽酸濃度越高，纖維強(qiáng)度越低。使用1mol/L鹽

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文6圖1-3硅烷偶聯(lián)劑改性纖維機(jī)理Fig.1-3Mechanismofsilanecouplingagentmodifiedfiber（3）表面涂層改性：表面涂層改性是通過將含有各種官能團(tuán)的漿料涂覆在纖維表面從而達(dá)到特定目的的一種改性方法，改性方法多種多樣且具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性[56]，表面涂層處理方法主要有氣相沉積法和聚合物涂層法等[57]。纖維改性后的表面性能主要取決于涂層的組成成分，是一種既簡(jiǎn)單又實(shí)用的纖維表面改性方法。它不僅可以起到保護(hù)纖維表面，還可以創(chuàng)造可塑性界面，達(dá)到消除界面應(yīng)力的作用。Zhang[58]等使用聚丙烯酰胺/環(huán)氧/納米SiO2三元復(fù)合涂料對(duì)玄武巖纖維進(jìn)項(xiàng)改性。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改性后纖維的親水性得到很大改善，表面變得粗糙，耐酸堿性得到良好保持，對(duì)大腸桿菌的吸附率增加了一倍。TáBI等[25]通過使用連續(xù)擠壓涂覆技術(shù)和特殊模具，用聚乳酸涂覆連續(xù)玄武巖纖維，并制備聚乳酸/長(zhǎng)玄武巖纖維復(fù)合材料和聚乳酸/短切玄武巖復(fù)合材料，將兩者性能進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)玄武巖纖維增強(qiáng)的聚乳酸的機(jī)械性能優(yōu)于短玄武巖纖維增強(qiáng)的聚乳酸，但是長(zhǎng)玄武巖纖維的成核能力和效率不及短切玄武巖纖維。Wang等[59]使用多巴胺作為連接料，成功將氧化石墨烯涂覆在纖維表面，與聚酰胺制備復(fù)合材料。研究表明，纖維表面上的氧化石墨烯涂層會(huì)增加纖維的表面粗糙度，可以改善與基體聚酰胺之間的黏合性能，同時(shí)形成機(jī)械互鎖使復(fù)合材料擁有更高的機(jī)械性能。此時(shí)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別提高了13.6%和12.7%。Talebi等[60]研究了在玄武巖纖維表面上合成二氧化硅氣凝膠對(duì)樣品的物理性能影響。結(jié)果顯示，未經(jīng)處理的纖維呈現(xiàn)處光滑的表面，涂覆二氧化硅氣凝膠后，纖維表面粗糙度顯著增加，因?yàn)闅饽z存在介孔所以纖維的比表面積得到巨大提升。經(jīng)過改?

【參考文獻(xiàn)】：
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