苧麻增強生物基復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、本課題以天然纖維中性能較好的苧麻作為增強體，以新型的生物基樹脂-熱固性聚乳酸(Polylacticacid，PLA)為基體，采用模壓成型工藝制備了苧麻增強生物基復合材料(苧麻/PLA)。并且對苧麻/PLA的模壓成型工藝、界面改性工藝以及苧麻/PLA的應用性能進行了研究和分析。
　　 在確保苧麻與PLA充分浸潤的前提下，通過測試PLA的差示掃描量熱(DSC)曲線，分析了PLA的交聯(lián)固化特性，在此基礎上，確定了苧麻/PLA最優(yōu)模壓成

2、型工藝。結果表明:在壓強為20MPa，溫度為90℃條件下，先對苧麻/PLA預浸料進行1h的預壓處理，使苧麻和PLA進行充分的浸潤，然后在PLA的固化溫度范圍即115℃-130℃內使其固化，最后在140℃進行2h的后固化;其所制生物基復合材料的力學性能最優(yōu)，當苧麻纖維體積分數(shù)為60％時，其彎曲強度和模量分別達到了87.994MPa和6.817GPa。
　　 為了進一步提高生物基復合材料的力學性能，課題對苧麻進行了堿和偶聯(lián)劑改性。主

3、要研究了堿液濃度及偶聯(lián)劑對生物基復合材料力學性能的影響，結果表明:當堿液濃度為1％時，生物基復合材料的彎曲強度較改性前提高了10.66％;當偶聯(lián)劑濃度為3％時，生物基復合材料的彎曲強度較改性前提高了48.25％;當堿液和偶聯(lián)劑聯(lián)合對苧麻進行處理，且堿液濃度為1％，偶聯(lián)劑濃度為3％時，生物基復合材料的彎曲強度較處理前提高了59.5％。同時得出生物基復合材料最優(yōu)界面改性工藝為:1％濃度的堿液和3％濃度的偶聯(lián)劑聯(lián)合對苧麻進行處理，此時生物基復

4、合材料的彎曲性能達到了交通運輸用工程塑料的要求，其彎曲強度為140.371MPa，彎曲模量為10.36GPa。
　　 為了進一步評價課題所研制生物基復合材料的應用性能，課題還研究了材料的拉伸、壓縮和阻燃性能。結果表明:所研制生物基復合材料的拉伸強度為68.488MPa;拉伸模量為7.844GPa;壓縮強度為82.249MPa;阻燃性能方面為:依照美國DOT/FAA/AR-00/12標準進行測試，12s點火時間時，生物基復合材料的