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    不同植物纖維/PBS復合材料的性能差異比較

    2017年11月21日 15:50  來源:中國化纖網  人氣:2677

      100mesh,120mesh篩備用;纖維素:硝酸乙醇法制備;綜纖維素:亞氯酸鈉法制備;木素:次氯酸鹽法制備。

      14復合材料的制備將植物纖維及植物纖維主要成分(纖維素、綜纖維素、木素)與PBS按一定的質量比在SK-160雙輥開放式混煉機(上海齊才液壓機械有限公司)上110°C混煉10min然后熱壓成型,制成標準試樣,待拉力試驗用。

      1.3復合材料性能測試1.3.1XRD測試:采用日本Rigalcu公司生產的D/Max-3c型X射線衍射儀測試纖維素與半纖維素以及復合材料的結晶度。

      2力學性能測試:復合材料的力學性能按GB/T1040.3―2006采用承德市金建檢測儀器有限公司生產的XWW-10A型萬能拉力試驗機,以5mm/min的速度對試樣施加拉伸載荷,直到試樣斷裂,每種測試5個平行樣,取其平均值。

      1.3.3熱重分析:采用TGAQ500型熱重分析儀(美國TA公司)測試,測試氣體為氮氣,測試溫度為30°C~600°C,程序升溫速率為10°C/min,測試質量為4接觸角測試:采用上海梭倫科技SL200A/B/D系列接觸角測量儀,以蒸餾水為介質,將復合材料樣品基金項目:科技部“863”計劃項目子課題(2011AA100503)西省教育廳產業化育研項目(2010C01);高分子材料工程國家重點,添加植物纖維后,復合材料的接觸響角較純PBS有所降低,隨著植物纖維添加量的增加,復合材料的接觸角不斷減小,其中,竹纖維復合材料的接觸角最大,小麥秸稈纖維的接觸角最小。纖維素、半纖維素的強極性以及木素分子的酚羥基結構使植物纖維具有較強的親水性,因此當其與疏水性的PBS共混后,復合材料一方面由于親水性的植物纖維的加入使自身親水性增加,另一方面,由于纖維與基體之間的相容性較差,兩者接觸不緊密,所以復合材料表面以及內部空隙增多,復合材料的親水性相應也增強,且隨著植物纖維含量的增加,復合材料的親水性也增加。不同植物纖維/PBS復合材料親水程度的差異性取決于植物纖維性能的差異。由Fig.6(a),Fig.6(b)可知,結晶性能好的竹纖維的纖維素、綜纖維素復合材料的親水性相對較弱,結晶性能差的小麥纖維的纖維素、綜纖維素復合材料的親水性相對較強。這是因為結晶度大,纖維素和綜纖維素裸露羥基較少,吸水性弱,與PBS樹脂相容性好,復合材料內部鏈接緊密,空隙少,復合材料親水性小。Fig.6(c)描述了不同植物纖維木素/PBS復合材料的親水性,小麥秸稈纖維木素復合材料總體上表現出較好的親水性,竹纖維木素復合材料的親水性相對較弱,這種差異是由木素酚羥基決定的,酚羥基含量越大,親水性越強。綜上所述,纖維素、綜纖維素、木素的親水性直接決定了纖維的親水性,竹纖維纖維素、綜纖維素、木素的相對較高的疏水性以及竹纖維大的長徑比(竹纖維133,稻草纖維114,小麥纖維102),使竹纖維內部結合緊密,直接導致復合材料的親水性相對較弱。

      3結論隨著植物纖維顆粒減小,復合材料的力學性能增大,隨著植物纖維添加量的增大,復合材料的拉伸強度先增大后減小,斷裂伸長率逐步降低。

      竹纖維、稻草秸稈纖維、小麥秸稈纖維中,竹纖維/PBS復合材料具有最好的力學性能、最優的熱穩定性能以及良好的疏水性能,稻草秸稈纖維次之,小麥秸稈纖維最差。

      植物纖維/PBS復合材料的性能的差異取決于植物纖維性能的差異,纖維素、綜纖維素結晶度越高,纖維素、綜纖維素/PBS復合材料的性能越好,植物纖維/PBS復合材料的性能越優。

    (完)

     
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