發(fā)布時間：2020-10-24 03:12

　　 木塑復合材料的性能優(yōu)異、綠色環(huán)保,且可循環(huán)使用,目前已被廣泛應用于戶外庭院、建筑等領域。但在復合材料使用過程中,材料界面相容性不佳、抗靜電性能差、耐熱性能不佳等問題日漸突出,從而在一定程度上限制了材料的使用。為了改善木塑復合材料的界面相容性差、耐熱性能不好、抗靜電性能差等問題,本文對木纖維進行化學改性處理,探討了不同改性方法對木塑復合材料力學強度、尺寸穩(wěn)定性的影響,借助傅里葉紅外(FTIR)和掃描電鏡(SEM)技術分析了不同處理方法的界面改性機制,并向復合材料基體中添加礦物質及導電填料,考察其材料力學強度、耐熱性及抗靜電性能的影響,采用掃描電鏡-能譜(SEM-EDS)和x射線衍射儀(XRD)技術分析了填料對復合材料的增強機理。主要研究結果如下：(1)酯化處理對木塑復合材料性能的影響控制木纖維的酯化反應程度可以有效改善木纖維表面的疏水性,改變纖維形態(tài)和微觀形貌,從而提高木塑復合材料的界面結合強度；酯化處理木粉后,反應生成的乙�；�部分取代了纖維表面的羥基,降低了木纖維表面極性,而且木纖維的長度和壁厚有所增大；酯化處理后的木纖維表面平整光滑,且復合材料更加致密。(2)木聚糖酶處理對木塑復合材料性能的影響木聚糖酶處理能夠增強木塑復合材料的界面結合,在木聚糖酶處理溫度為40℃、時間2h、pH4.5、濃度800IU·g-1時,木纖維的纖維素相對含量及結晶度增加,半纖維含量減小,木質素相對含量增加；木纖維的材質變軟、表面變得粗糙,增大了與塑料分子的接觸面積,從而木塑復合材料的力學性能得到提高。(3)硅烷偶聯(lián)劑處理對木塑復合材料性能的影響硅烷偶聯(lián)劑處理可提高木塑復合材料的界面結合強度,當硅烷偶聯(lián)劑用量為4wt%時,硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生了縮聚接枝反應,在HDPE和木纖維之間起到了“橋梁”的作用,所以木塑復合材料的力學強度及尺寸穩(wěn)定性達到最佳。(4)鋁礬土對木塑復合材料性能的影響加入適量鋁礬土后,木塑復合材料的力學強度、耐熱性及耐磨性能得以改善。鋁礬土在木塑復合材料基體中分布均勻,可有效承擔載荷,同時提高了木塑復合材料的結晶性能,降低了復合材料在外在應力下引起的變形和破壞；但鋁礬土用量過高,分布不均勻,容易形成團聚現(xiàn)象,反而導致復合材料的力學強度和耐磨性降低,線性熱膨脹系數(shù)增大。(5)石墨對木塑復合材料性能的影響研究了石墨含量對木塑復合材料的力學強度、電阻率及摩擦靜電荷的影響。結果表明：隨著石墨含量的增加,木塑復合材料的力學強度逐漸降低,主要是由于加入石墨后,材料內容易形成應力集中點和發(fā)生層間滑移,從而導致材料在受到外力作用時,發(fā)生變形或破壞。當石墨含量達到一個拐點值時,由于材料內部形成了導電通路,所以材料的摩擦靜電荷小于10V。然而當石墨含量小于拐點值時,由于測試氣氛的高活性和濃度可使得氣體活化或電離,產(chǎn)生附加電場,從而導致在不同氣氛下的摩擦靜電表現(xiàn)為氧氣氮氣大氣氬氣真空。
【學位單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TB332
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外WPC的界面相容性及增強改性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內外WPC界面相容性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內外WPC增強改性研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目的及意義
    1.5 研究內容
2 酯化處理對WPC性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與方法
        2.2.1 原材料
        2.2.2 主要儀器設備
        2.2.3 木粉處理及木塑復合材料的制備
        2.2.4 木材解剖性質測試
        2.2.5 力學性能測試
        2.2.6 紅外吸收光譜分析
        2.2.7 斷面微觀形貌表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 酯化處理對木塑復合材料力學性能的影響
        2.3.2 酯化處理對木纖維表面化學基團的影響
        2.3.3 酯化處理對木纖維形態(tài)特征的影響
        2.3.4 酯化處理對木塑復合材料微觀形貌的影響
    2.4 小結
3 木聚糖酶處理對WPC性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗材料及方法
        3.2.1 原材料
        3.2.2 主要儀器設備
        3.2.3 木聚糖酶處理
        3.2.4 木塑復合材料制備
        3.2.5 力學性能測試
        3.2.6 紅外吸收光譜分析
        3.2.7 斷面微觀形貌表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 木聚糖酶處理對木塑復合材料力學性能的影響
        3.3.2 木聚糖酶處理對西南樺纖維表面化學基團的影響
        3.3.3 木聚糖酶處理對WPC斷面微觀形貌的影響
    3.4 小結
4 硅烷偶聯(lián)劑處理對WPC性能的影響
    4.1 引言
    4.2 材料及方法
        4.2.1 原材料
        4.2.2 主要儀器設備
        4.2.3 硅烷偶聯(lián)劑處理
        4.2.4 木塑復合材料制備
        4.2.5 力學性能測試
        4.2.6 尺寸穩(wěn)定性測試
        4.2.7 斷面微觀形貌表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 硅烷偶聯(lián)劑對WPC力學性能的影響
        4.3.2 硅烷偶聯(lián)劑對WPC尺寸穩(wěn)定性的影響
        4.3.3 最佳用量的確定
        4.3.4 SEM分析
    4.4 小結
5 鋁礬土對WPC性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗材料及方法
        5.2.1 原材料
        5.2.2 主要儀器設備
        5.2.3 硅烷偶聯(lián)劑處理
        5.2.4 木塑復合材料的制備
        5.2.5 力學性能測試
        5.2.6 耐熱性測試
        5.2.7 摩擦性能測試
        5.2.8 結晶特性分析
        5.2.9 斷面微觀形貌表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 鋁礬土用量對木塑復合材料力學性能的影響
        5.3.2 鋁礬土用量對竹粉/HDPE摩擦性能的影響
        5.3.3 鋁礬土用量對竹粉/HDPE耐熱性能的影響
    5.4 小結
6 石墨對WPC性能的影響
    6.1 引言
    6.2 材料及方法
        6.2.1 原材料
        6.2.2 主要儀器設備
        6.2.3 硅烷偶聯(lián)劑處理
        6.2.4 木塑復合材料制備
        6.2.5 力學性能測試
        6.2.6 電阻率測試
        6.2.7 摩擦靜電測試
        6.2.8 斷面微觀形貌表征
    6.3 結果與討論
        6.3.1 石墨用量對木塑復合材料摩擦靜電的影響
        6.3.2 不同氣氛條件下木塑復合材料的摩擦起電機理
        6.3.3 石墨含量對木塑復合材料力學性能的影響
    6.4 小結
參考文獻
致謝
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本文編號：2853937