豆渣纤维素改性粉状环氧树脂及其复合材料的性能研究

发布时间：2025-06-27 23:02

　　环氧树脂(EP)韧性和阻燃性能差,为了改善环氧树脂的性能,从豆渣(SD)中提取豆渣纤维素(SDF),通过N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)和十八烷基异氰酸酯对SDF进行改性制得偶联剂改性的SDF(KH-SDF)和十八烷基异氰酸酯改性的SDF(ISDF),分别添加到EP中。对各体系的复合材料的力学性能、热稳定性及固化动力学展开研究。最后在复合材料中添加聚磷酸铵(APP),对复合材料的力学性能、热稳定性、固化动力学及阻燃性能展开探索,研究结果如下:(1)提取的SDF除掉了SD中一部分蛋白质和脂肪,表面更加光滑,表现出更优异的热稳定性;10%SDF的加入使得复合材料的力学性能得到提升,热稳定性得到加强;10%KH-SDF使EP的力学性能和热稳定性能进一步提升,冲击断面变得粗糙,褶皱数量增多且方向无规则,SDF与EP拥有更加优良的界面性能;各体系的反应级数均不是整数,所有体系的固化反应都比较复杂。(2)ISDF仍具有良好的纤维素晶体结构,与SDF的晶体结构大致相同;ISDF与EP基体有着很好的相容性。加入ISDF后,复合材料的热稳定性得到改善且EP受到冲击时SDF被撕裂破...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1 SDF的化学结构

研究表明,利用蛋白酶-碱结合法可以从豆渣中提取出豆渣纤维素(SDF),SDF的提取得率为72.3%,其纤维含量为80.5%。其中与SD原料相比,尺寸变小,聚合度由278降低到255,反映出SDF的分子量降低[82]。SDF的化学结构是由许多D-葡萄糖结构单元以β-1,4糖苷键组成....

图2.3 SD及SDF的XRD衍射图

采用X射线衍射分析鉴定结晶相和非结晶相的结构变化,SD和提取的SDF的XRD图谱如图2.3所示。由图谱可以看出:提取的SDF和未处理的SD原料相比,峰的位置和形状并未发生明显变化,这可以看出蛋白酶-碱结合的提取方法并未破坏SDF的结晶区,2θ角分别为21.8°、34.7°,是典型....

图2.4 SD及SDF的TG(a)和DTA(b)曲线

2.3.1.3TGA分析采用TGA分析SD和SDF的热稳定性和降解行为。SD与SDF的TG（a）和DTA（b）热降解曲线如图2.4所示。由图2.4（a）可知,SD及SDF的热降解都分为三个阶段。50℃¹50℃是第一阶段,主要是由于吸附水受热蒸发导致较小质....

图2.6纯环氧树脂(a)、5%KH-SDF/EP(b)、10%KH-SDF/EP(c)、15%KH-SDF/EP(d)、10%SDF/EP(e)的DSC曲线

环氧树脂的固化过程其实就是线型的环氧树脂在一定的条件下发生固化反应生成交联的三维网络结构。不同的固化行为对固化产物结构、力学性能、热稳定性能和加工性能等产生重要影响。因此,对环氧树脂固化体系的固化动力学进行研究,可以掌握固化体系的反应机理和规律,预测固化温度、固化时间等工艺条件,....

本文编号：4054024