苧麻增強(qiáng)生物基復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、本課題以天然纖維中性能較好的苧麻作為增強(qiáng)體，以新型的生物基樹脂-熱固性聚乳酸(Polylacticacid，PLA)為基體，采用模壓成型工藝制備了苧麻增強(qiáng)生物基復(fù)合材料(苧麻/PLA)。并且對(duì)苧麻/PLA的模壓成型工藝、界面改性工藝以及苧麻/PLA的應(yīng)用性能進(jìn)行了研究和分析。
　　 在確保苧麻與PLA充分浸潤(rùn)的前提下，通過測(cè)試PLA的差示掃描量熱(DSC)曲線，分析了PLA的交聯(lián)固化特性，在此基礎(chǔ)上，確定了苧麻/PLA最優(yōu)模壓成

2、型工藝。結(jié)果表明:在壓強(qiáng)為20MPa，溫度為90℃條件下，先對(duì)苧麻/PLA預(yù)浸料進(jìn)行1h的預(yù)壓處理，使苧麻和PLA進(jìn)行充分的浸潤(rùn)，然后在PLA的固化溫度范圍即115℃-130℃內(nèi)使其固化，最后在140℃進(jìn)行2h的后固化;其所制生物基復(fù)合材料的力學(xué)性能最優(yōu)，當(dāng)苧麻纖維體積分?jǐn)?shù)為60％時(shí)，其彎曲強(qiáng)度和模量分別達(dá)到了87.994MPa和6.817GPa。
　　 為了進(jìn)一步提高生物基復(fù)合材料的力學(xué)性能，課題對(duì)苧麻進(jìn)行了堿和偶聯(lián)劑改性。主

3、要研究了堿液濃度及偶聯(lián)劑對(duì)生物基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明:當(dāng)堿液濃度為1％時(shí)，生物基復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度較改性前提高了10.66％;當(dāng)偶聯(lián)劑濃度為3％時(shí)，生物基復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度較改性前提高了48.25％;當(dāng)堿液和偶聯(lián)劑聯(lián)合對(duì)苧麻進(jìn)行處理，且堿液濃度為1％，偶聯(lián)劑濃度為3％時(shí)，生物基復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度較處理前提高了59.5％。同時(shí)得出生物基復(fù)合材料最優(yōu)界面改性工藝為:1％濃度的堿液和3％濃度的偶聯(lián)劑聯(lián)合對(duì)苧麻進(jìn)行處理，此時(shí)生物基復(fù)

4、合材料的彎曲性能達(dá)到了交通運(yùn)輸用工程塑料的要求，其彎曲強(qiáng)度為140.371MPa，彎曲模量為10.36GPa。
　　 為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)課題所研制生物基復(fù)合材料的應(yīng)用性能，課題還研究了材料的拉伸、壓縮和阻燃性能。結(jié)果表明:所研制生物基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為68.488MPa;拉伸模量為7.844GPa;壓縮強(qiáng)度為82.249MPa;阻燃性能方面為:依照美國(guó)DOT/FAA/AR-00/12標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，12s點(diǎn)火時(shí)間時(shí)，生物基復(fù)合材料的