稻壳/聚丙烯绿色复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-01-16 12:04

　　采用氢氧化钠-氨基硅油对稻壳纤维进行了表面改性,并制备了性能优异的稻壳/聚丙烯绿色复合材料。采用傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、力学性能测试、吸水率测试等研究了氢氧化钠-氨基硅油改性对稻壳以及稻壳/PP复合材料性能的影响。结果表明,氢氧化钠-氨基硅油改性能够改善稻壳与聚丙烯基体之间的相容性,提高复合材料的综合性能。其中,稻壳的热稳定性以及复合材料的冲击强度得到显著改善,复合材料吸水率显著降低。 

【文章来源】：塑料工业. 2020,48(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

改性前后稻壳纤维的红外光谱图

天然纤维的热解温度较低，热稳定性差，这也就极大限制了天然纤维的应用。因此，为了实现天然纤维在更多领域的应用，那么必然对天然纤维进行表面处理，从而提高其的热稳定性。图2为改性前后稻壳纤维的TG曲线。由图可知，采用NaOH-氨基硅油改性的稻壳纤维的热稳定性有了明显的改善。如图，改性前后稻壳纤维失重10%的温度分别为117℃和301℃。这是因为未改性的稻壳纤维具有大量的亲水基团，吸水性很强。当温度上升时，纤维中的水分受热挥发，所以在100℃左右有明显的失重。而采用NaOH-氨基硅油改性后，稻壳纤维的亲水性大幅降低，纤维上吸附的水分较少，故TG曲线上没有明显的因为水分挥发导致的失重。此外，改性后稻壳纤维表面形成了一个“保护层”，它能够包覆纤维表面，从而改善天然纤维的耐热性。由图可知，改性后稻壳纤维在PP的加工温度范围内的热稳定性得到明显改善。2.3 稻壳/聚丙烯复合材料的力学性能

此外，改性的稻壳/PP复合材料的冲击强度比未经处理的稻壳/PP复合材料更高。当稻壳纤维含量为25%时，改性的稻壳/PP复合材料的冲击强度比纯PP的冲击强度增加了10.5%，比未改性的复合材料的冲击强度增加了6.5%。一些文献报道[8-9]，随稻壳粉含量的增加，稻壳/PP复合材料的冲击强度总体均呈下降趋势。而本实验中改性稻壳/PP复合材料的冲击性能明显上升。这可能是因为氨基硅油改性剂中的硅氧键极易转动，是一种常见的柔软剂。而稻壳粉经NaOH-氨基硅油改性处理后，氨基硅油改性剂能够在稻壳纤维表面形成一个“柔性改性层”，“柔性”界面层在材料受到冲击过程中能够吸收部分冲击能，从而使复合材料的冲击强度得到改善。2.4 稻壳/聚丙烯复合材料冲击断面形貌

【参考文献】：
期刊论文
[1]稻壳的资源化利用研究进展[J]. 罗红元,林伟琦,罗联忠,叶廷秀.  广东化工. 2019(11)
[2]稻壳理化特性及其综合利用研究进展[J]. 赵黎明,王士强,顾春梅,王丽萍,王贺,那永光,解保胜.  黑龙江农业科学. 2017(03)
[3]高填充稻壳/HDPE复合材料物理和力学性能的研究[J]. 姚雪霞,张越,刘玉涛,傅雷鸣,何春霞.  化工新型材料. 2015(12)
[4]稻壳粉/PP复合材料性能的研究[J]. 张丽,崔丽,冯绍华.  塑料科技. 2013(01)
[5]稻壳粉/PP复合材料的力学性能[J]. 何春霞,薛盘芳,顾红艳.  高分子材料科学与工程. 2010(01)



本文编号：2980796