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氨基硅油改性苎麻纤维/聚丙烯车用复合材料的研究
| 论文题名： | 氨基硅油改性苎麻纤维/聚丙烯车用复合材料的研究 |
| 关键词： | 汽车内饰;复合材料;苎麻纤维;聚丙烯树脂 |
| 摘要： | 天然麻纤维增强聚丙烯复合材料是一种新型的汽车内饰材料,具有安全环保、可回收、质量轻等特点,近年来引起了国内外的广泛关注。天然纤维取代玻璃纤维和碳纤维作为复合材料的增强体,符合汽车轻量化和绿色环保的要求。苎麻纤维原产于我国,具有杨氏模量高、单纤强度大、可降解、来源广泛和价格低廉等特点。然而由于苎麻纤维表面含有大量羟基,呈亲水性,因而与疏水性的聚丙烯树脂相容性较差,从而影响复合材料的综合性能。因此,要想提高复合材料的综合性能,就必须要对苎麻纤维进行表面改性,降低苎麻纤维的亲水性,提高其与基体树脂的界面相容性。 本文采用氨基硅油对苎麻纤维进行表面改性,制备了性能优良的改性苎麻纤维。采用红外光谱、接触角测试、X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜等方法研究改性前后苎麻纤维的结构及性能。结果表明:改性后氨基硅油接枝到了苎麻纤维表面,降低了苎麻纤维的亲水性,提高了苎麻纤维的结晶性和耐热性;改性后的苎麻纤维表面杂质减少,有利于其与基体树脂的界面结合。将改性前后的苎麻纤维按25％的纤维含量与聚丙烯进行共混注射成型,研究了改性对复合材料性能的影响。结果表明:最佳的改性温度为80℃;改性后,复合材料的性能明显提高,其中,拉伸强度提高了20.08％,弯曲强度提高了17.81％,冲击韧性提高了39.39％,断裂伸长率提高了38.77％,耐热性能也有显著的提高;扫描电镜图分析表明,改性明显提高了苎麻纤维与聚丙烯树脂的界面相容性。另外研究了不同纤维含量对苎麻纤维/聚丙烯复合材料性能的影响。结果表明:随着纤维含量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈上升的趋势,冲击韧性和断裂生长率呈降低的趋势,当纤维含量为30％时,拉伸强度和弯曲强度达到最优;试验测得苎麻纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度最高达28.66MPa,弯曲强度最高达35.83MPa,冲击韧性最高达7.77KJ/m2,力学性能满足汽车内饰材料的要求。 |
| 作者： | 周海业 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何莉萍;董升顺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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