收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微纤化纤维素增强线性低密度聚乙烯复合材料的研究

王光照  
【摘要】:纤维素是地球上最丰富的一种天然高分子材料,具有高的强度和模量、无毒、可再生和可生物降解等优良特性,它也是一种良好的增强体。但由于纤维素表面存在大量极性羟基,在干燥过程中易形成氢键作用,使纤维素发生团聚,且与非极性的聚烯烃基质相容性较差,这些都影响纤维素的增强效果。因此,减少纤维素的团聚现象,将其均匀地分散到聚烯烃基质中,并在两者之间形成良好的界面结合是提高纤维素增强效果的关键。鉴于此问题,本论文采用冷冻干燥、表面活性剂涂覆、乙酰化处理和硅烷偶联剂涂覆4种不同方法处理微纤化纤维素,利用微型锥形双螺杆挤出机将微纤化纤维(MFC)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)熔融混合,然后采用热压-冷压的方式制备复合材料。研究了不同处理方式下制备的MFC/LLDPE复合材料的透光性、MFC在LLDPE基质中的分散性以及MFC对LLDPE的增强效果,取得如下结论:(1)采用冷冻干燥方法处理MFC(LDMFC)。LDMFC可以均匀地分散到LLDPE基质中,复合膜的透光度也有所提高。当LDMFC含量为10%时,LDMFC/LLDPE复合材料的力学性能达到最优,与纯LLDPE相比,拉伸强度和弹性模量分别提高了 60.3%和161.9%;动态热机械性能的测试结果表明,LDMFC的加入还可以提高复合材料的储能模量和损耗模量,并随着LDMFC含量的增加而提高。当LDMFC含量为14%时,LDMFC/LLDPE热解温度比纯LLDPE提升了 14℃,热失重峰向高温方向移动;差式扫描量热法(DSC)的测试结果表明,添加LDMFC对复合材料的结晶行为没有太大的影响,但是可以提高复合材料的熔融温度。(2)采用复配的表面活性剂Span80和Tween80(S:T=1:1)处理微纤化纤维素(STMFC)。傅里叶红外光谱(FTIR)分析显示,表面活性剂处理后MFC出现表面活性剂的特征峰,表明表面活性剂与MFC结合到一起。从复合材料薄膜的照片可以看出,经过表面活性剂处理的MFC没有明显的团聚现象,均匀地分散在LLDPE基质中,但STMFC/LLDPE复合膜透光度小于冷冻的LDMFC/LLDPE复合膜。添加量10%的STMFC时复合材料的力学性最优,此时拉伸强度和弹性模量分别比纯LLDPE提高了41.03%和106.35%,但增强效果低于冷冻干燥处理的MFC。当STMFC含量为14%时,STMFC复合材料的热解温度比纯LLDPE的最大提高了 20℃,并高于LDMFC/LLDPE复合材料的最大热解温度。从X射线衍射法(XRD)和DSC分析结果可知,添加STMFC对复合材料的结晶行为基本没有影响,当添加量为14%时,复合材料的最大熔融温度提高了 6℃。(3)采用乙酰化处理的方法对微纤化纤维素的羟基进行化学改性修饰(YXMFC)。从FTIR谱图中可以看出,经过乙酰化处理的MFC,其O-H的伸缩振动峰消失,反应生成了酯基的C=O双键伸缩振动峰和C-O键的伸缩振动峰;经过乙酰化处理的MFC可以较好地分散到LLDPE基质中,复合膜的透光度高于前述两种处理方式得到的复合膜;但YXMFC对LLDPE的拉伸强度提升效果不大,与纯LLDPE相比最大提高量为21.8%,与未处理的MFC/LLDPE相比无显著差别;弹性模量也无明显提升。说明纤维素分散均匀不能显著提高复合材料的力学性能,基质和增强相的界面结合是复合材料的力学提升的关键。YXMFC/LLDPE复合材料的储能模量和损耗模量都比纯LLDPE的要高,但低于冷冻干燥和表面活性剂处理方法制备的复合材料。(4)采用乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理的微纤化纤维素(GWMFC)可以均匀地分散到LLDPE基质中,复合材料的拉伸强度和弹性模量相较于LLDPE分别度提高了 45.3%和193.6%,其弹性模量是这4种处理方法中最高的。此外,GWMFC的加入还可以提高复合材料的储能模量和损耗模量,提高幅度也是这4种方法中最大的。从上述结果可知,MFC的冷冻干燥处理和硅烷偶联剂处理对复合材料有较好的增强效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 韦行;微纤机织物的特殊整理[J];纺织导报;1995年02期
2 张声莹;李姜红;赵大江;闫东广;;原位微纤复合材料的研究进展[J];广州化工;2016年10期
3 陈妍慧;徐家壮;张贻川;李忠明;;利用原位微纤化技术控制聚合物形态的研究进展[J];高分子通报;2009年02期
4 周秀会;涤纶微纤织物的染色[J];天津纺织科技;2000年02期
5 林蔓;;聚杰微纤:出口增长堪忧 利润成色差劲[J];股市动态分析;2018年45期
6 郜菁;许向彬;高杰峰;李忠明;;导电原位微纤化复合材料的有机液体响应特性[J];高分子材料科学与工程;2010年02期
7 ;石膏微纤造纸是振兴纸业的绿色捷径[J];福建轻纺;2000年02期
8 项秀东;万小芳;李友明;武书彬;;微纤化纤维的制备及其应用的研究进展[J];中国造纸;2013年10期
9 张婷婷;董珈豪;王蒙;韦良强;秦舒浩;;分散相含量对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚丙烯原位微纤复合材料微纤形态、结晶行为及流变和力学性能的影响[J];材料导报;2018年12期
10 ;用HYGEN~(TM)微纤抹布创造一个安全无忧的环境 乐柏美商务用品推出高效的卫生清洁解决方案[J];中国医院;2016年06期
11 伍雄俊;黄汉雄;;加工条件对聚丁二酸丁二醇酯/聚丙烯原位微纤化共混物形态的影响[J];工程塑料应用;2010年06期
12 廖申扬;肖茹;;原位微纤化EPS/CAB共混物的形态结构研究[J];合成技术及应用;2008年03期
13 ;石膏微纤是造纸的优质原料[J];海湖盐与化工;2000年01期
14 刘伟东;王益龙;杨博瀚;吕悦;;HDPE/r-PET原位微纤物微观形态与力学性能[J];现代塑料加工应用;2011年05期
15 黄英;何亚东;姜李龙;杨昆晓;信春玲;;三螺杆直接挤出制备PP/PA66原位微纤复合材料的工艺研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2016年06期
16 蒋春华;钟淦基;许向彬;李忠明;;PET与PE混合物的回收——原位微纤化方法及其性能研究[J];高分子材料科学与工程;2007年03期
17 孙永锋;王益龙;王爱平;;HDPE/PA6原位微纤共混物的制备与性能[J];现代塑料加工应用;2013年03期
18 李忠明;卢忠远;芦艾;王建华;;PET/PE原位微纤化共混物的非等温结晶[J];高分子材料科学与工程;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张贻川;代坤;李忠明;;导电原位微纤化复合材料[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
2 王柯;李震;张琴;傅强;;熔体加工中原位微纤化的流变学因素[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十七分会:流变学[C];2016年
3 郑学晶;王丽;刘捷;裴莹;汤克勇;;微纤化纤维素的制备与结构控制[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J 高性能高分子[C];2015年
4 韦良强;黄安荣;孙静;董珈豪;宁德阳;;PET/iPP原位微纤复合材料的超临界二氧化碳发泡行为研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题M:高分子共混与复合体系[C];2017年
5 周秋明;田春蓉;王建华;刘静;;微纤改性硬质聚氨酯泡沫塑料的研究[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
6 许向彬;代坤;谢长琼;杨鸣波;李忠明;;导电原位微纤化复合材料[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 李剑锋;杨九龙;王苗苗;王红;路勇;何鸣元;;微反应技术:烧结金属微纤结构化反应器中苯的硝化[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年
8 汪斌;黄汉雄;;水辅助注塑PP/SAN原位微纤化共混物制品的相形态[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 黎沙泥;杨鸣波;谢邦互;杨伟;李忠明;;碳纳米管填充原位微纤化共混物的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 夏小超;冯建民;杨伟;杨鸣波;;二次流动过程中HDPE/PC微纤复合材料的结构与性能[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(上册)[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 许向彬;导电原位微纤化聚合物复合材料及其形态、结构与性能[D];四川大学;2007年
2 刘剑;微纤复合材料的制备与应用研究[D];华南理工大学;2012年
3 龚祖光;桑蚕丝蛋白的微纤化和物理凝胶化研究[D];复旦大学;2011年
4 蒋坚;基于微纤维结构化的F-T合成蜡油氢解催化剂制备、结构及性能研究[D];华东理工大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王光照;微纤化纤维素增强线性低密度聚乙烯复合材料的研究[D];东北林业大学;2019年
2 彭洁;微纤复合金属有机骨架膜材料的制备与应用研究[D];华南理工大学;2019年
3 黄朋;微纤复合介孔碳分子筛膜的制备与应用研究[D];华南理工大学;2019年
4 刘欢;机头强剪切制备原位微纤共混物及其性能研究[D];大连理工大学;2018年
5 张婷婷;原位微纤增强EVA复合材料的微纤形态和性能研究[D];贵州大学;2018年
6 刘冰;多种原位微纤物的制备及其力学性能[D];大连理工大学;2015年
7 权慧;聚苯硫醚/聚丙烯原位微纤化共混物结构、形态与性能[D];四川大学;2006年
8 唐林志;微纤包覆活性炭复合材料的制备及应用研究[D];华南理工大学;2010年
9 任曙霞;PTT/PE共混及原位微纤材料的制备及性能研究[D];东华大学;2010年
10 赵均乐;原位微纤化LLDPE/PET共混物的反应增容[D];青岛科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 韩永先 王兆寰;24岁“掌门”带队冲刺A股 聚杰微纤留给市场哪些疑问?[N];华夏时报;2018年
2 ;微纤荧光天丝绒[N];中国纺织报;2005年
3 北京商报记者 董亮 高萍;重度依赖迪卡侬 聚杰微纤IPO预警[N];北京商报;2019年
4 本报记者 李红梅;聚杰微纤:把超细纤维做到极致[N];中国纺织报;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978