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HDPE基木塑复合材料界面改性研究

作　者: 张晨恺
导　师: 路琴
学　校: 南京农业大学
专　业: 机械工程
关键词: 麦秸秆/HDPE复合材料界面改性力学性能
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

木塑复合材料(Wood Plastics Composites,简称WPC)是以木纤维或植物纤维(如木粉、秸秆粉、棉杆粉、竹粉、果壳粉等)等为主要组份,经过预处理使之与热塑性塑料树脂(PE、PP、PVC、PS等)或其它材料结合而成一种新型环保复合材料。本论文通过选择不同的界面处理方式,应用于木塑复合材料的制备,利用现代分析测试技术和传统试验方法,研究了马来酸酐、偶联剂、碱处理等处理方式对复合材料的结构和性能的影响。本论文的研究结果表明：(1)采用混炼、模压的方法,以麦秸秆粉与高密度聚乙烯为基体,加入马来酸酐制备一系歹HDPE基木塑复合材料,考察了不同马来酸酐含量对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示：当马来酸酐添加量为5%时,各项力学性能及物理特性达到最优。(2)使用硅烷偶联剂KH-570对麦秸秆粉与高密度聚乙烯基体进行改性,以偶联剂含量为变量制备一系歹HDPE基木塑复合材料,考察了不同偶联剂含量对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示：当偶联剂添加量为3%时,各项力学性能及物理特性达到最优。(3)使用相同浓度的NaOH浸泡秸秆粉进行改性,以时间为变量制备一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同浸泡时间对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示：当浸泡时间为2h时,各项力学性能及物理特性达到最优。(4)将秸秆粉浸泡在不同浓度的NaOH中进行改性,经过相同时间后考察了不同浓度的NaOH对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示：当溶液浓度为10%时,各项力学性能及物理特性达到最优,随着NaOH浓度的增加,试样亲水性减弱。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章绪论  9-21
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 木塑复合材料界面改性  10-16
    1.2.1 界面黏合机理  11-13
    1.2.2 改性方法及原理  13-16
  1.3 木塑复合材料界面改性研究现状  16-20
  1.4 本文研究内容  20-21
第二章麦秸秆/HDPE复合材料的制备及测试方法  21-29
  2.1 试验材料及设备  21-22
    2.1.1 实验材料  21
    2.1.2 实验设备  21-22
  2.2 麦秸秆/HDPE复合材料的制备  22-25
    2.2.1 麦秸秆纤维预处理  22
    2.2.2 麦秸秆/HDPE复合材料的制备  22-25
  2.3 麦秸秆/HDPE复合材料性能测试  25-28
    2.3.1 力学性能  25-27
    2.3.2 吸水性能  27
    2.3.3 接触角测试  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章麦秸秆/HDPE复合材料中秸秆粉含量对复合材料性能的影响  29-35
  3.1 不同麦秸秆粉含量麦秸秆/HDPE复合材料力学性能  29-31
  3.2 不同麦秸秆粉含量麦秸秆/HDPE接触角变化  31-32
  3.3 不同麦秸秆粉含量麦秸秆/HDPE复合材料吸水性  32
  3.4 复合材料微观图像分析  32-33
  3.5 本章小结  33-35
第四章麦秸秆/HDPE复合材料在马来酸酐接枝处理下性能变化研究  35-41
  4.1 马来酸酐接枝处理下麦秸秆/HDPE复合材料红外光谱分析  35
  4.2 马来酸酐接枝处理下麦秸秆/HDPE复合材料力学性能  35-38
  4.3 马来酸酐接枝处理下麦秸秆/HDPE接触角变化  38-39
  4.4 马来酸酐接枝处理下麦秸秆/HDPE复合材料吸水性  39
  4.5 复合材料微观图像分析  39-41
第五章麦秸秆/HDPE复合材料在偶联剂KH-570处理下性能变化研究  41-48
  5.1 偶联剂KH-570处理下麦秸秆/HDPE复合材料红外光谱分析  41
  5.2 偶联剂KH-570处理下麦秸秆/HDPE复合材料力学性能  41-44
  5.3 偶联剂KH-570处理下麦秸秆/HDPE接触角变化  44
  5.4 偶联剂KH-570处理下麦秸秆/HDPE复合材料吸水性  44-45
  5.5 复合材料微观图像分析  45-48
第六章不同浓度碱处理麦秸秆/HDPE复合材料性能变化研究  48-54
  6.1 在碱处理下麦秸秆/HDPE复合材料力学性能  48-50
  6.2 在碱处理下麦秸秆/HDPE接触角变化  50
  6.3 在碱处理下麦秸秆/HDPE复合材料吸水性  50-51
  6.4 复合材料微观图像分析  51-54
第七章不同时间碱处理麦秸秆/HDPE复合材料性能变化研究  54-59
  7.1 在碱处理下麦秸秆/HDPE复合材料力学性能  54-56
  7.2 在碱处理下麦秸秆/HDPE接触角变化  56-57
  7.3 在碱处理下麦秸秆/HDPE复合材料吸水性  57-58
  7.4 复合材料微观图像分析  58-59
第八章不同界面处理HDPE木塑复合材料性能对比  59-64
  8.1 洛氏硬度对比  59
  8.2 弯曲性能对比  59-60
    8.2.1 弯曲强度对比  59-60
    8.2.2 弯曲弹性模量对比  60
  8.3 拉伸性能对比  60-61
    8.3.1 拉伸强度对比  60-61
    8.3.2 拉伸弹性模量对比  61
  8.4 冲击性能对比  61-62
  8.5 接触角对比  62
  8.6 吸水性对比  62-63
    8.6.1 吸水率对比  62-63
    8.6.2 吸水厚度膨胀率对比  63
  8.7 本章小结  63-64
第九章结论与展望  64-66
  9.1 结论  64-65
  9.2 展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

HDPE基木塑复合材料界面改性研究

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