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用于汽车内饰件的麻纤维改性剂的研制

衡明星  
【摘要】: 节能和环保一直是汽车工业发展的主题,用质轻、价廉、可回收、可天然降解的麻纤维/聚丙烯新型复合材料作汽车内饰件具有其它材料不可替代的优势。麻纤维中含有大量的羟基,是亲水的极性材料,而聚丙烯是憎水的非极性材料,本质上亲水性的天然麻纤维和疏水性的聚丙烯是不相容的,未经处理的麻纤维与树脂基体间的界面相容性和界面粘合性极差,在制备麻纤维/聚丙烯复合材料前需要对麻纤维进行处理以降低其亲水性及吸湿性,提高复合材料的界面粘合力。 本文选择几种不同的改性剂对麻纤维进行处理以降低麻纤维的吸水率,其中自制的三聚氰胺甲醛树脂溶液对麻纤维进行处理后,麻纤维的吸水率降低最为显著。未改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液一般仅能稳定贮存几天,不便于生产使用,本文开展了三聚氰胺甲醛树脂合成时加入聚乙烯醇改性以提高稳定性的实验研究。使用均匀设计法和单因素法对反应过程中影响溶液贮存稳定性的因素:催化剂、反应终点判断、原料的摩尔比、反应温度、介质pH值、聚乙烯醇的加入量等进行了研究,合成了可以稳定贮存两个月的三聚氰胺甲醛树脂溶液。得到的合成高稳定性三聚氰胺甲醛溶液的最佳条件为:甲醛与三聚氰胺的摩尔比为3:1、反应温度95℃、氢氧化钠为催化剂调整介质的pH值为9~10,聚乙烯醇加入量为甲醛质量份的1%。 在合成三聚氰胺甲醛树脂的过程中,随反应条件的变化生成产物的组成结构、各种基团的含量会有极大的变化,这种组成结构、基团含量的变化将体现在树脂的贮存稳定性以及材料的使用性能上。本文经过探索,采用价廉、简便易行的化学分析方法对合成的三聚氰胺甲醛树脂中的游离甲醛、羟甲基、二亚甲基醚、甲基醚、亚甲基的含量进行了分析,为提高树脂溶液的贮存稳定性创造了条件。 使用自制的三聚氰胺甲醛树脂溶液以及氢氧化钠、硅溶胶、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛硅溶胶复混溶液、三聚氰胺甲醛聚乙烯醇复混溶液对苎麻纤维针刺毡进行了表面处理和改性,考察了苎麻纤维经改性后的吸水率。研究表明改性剂的浓度对降低麻纤维的吸水率具有较大的影响,上述改性剂对麻纤维进行处理后均能降低苎麻纤维的吸水率,其中三聚氰胺甲醛树脂溶液对降低麻纤维吸水率的效果最好,吸水率从改性前的约14%降为约2%。


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