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文檔簡介
1、聚丙烯聚丙烯木質(zhì)素復合材料的制備及相關性能木質(zhì)素復合材料的制備及相關性能單位:吉林建筑工程學院單位:吉林建筑工程學院【摘要摘要】:通過對溴代烷的研究發(fā)現(xiàn)改性木質(zhì)素能夠提高聚丙烯的相容性,可抑成功制備木質(zhì)素含量高達70%的木質(zhì)素符合材料。通過實驗表明聚丙烯/改性木質(zhì)素復合材料的沖擊強度和拉伸強度在木質(zhì)素的摻量低于10%時,隨著木質(zhì)素摻量的增大而提高,而斷裂伸長率則明顯下降。動態(tài)力學分析(DMA)表明,加入改性木質(zhì)素還可以降低聚丙烯復合材料
2、的玻璃化轉(zhuǎn)溫度(豫)。此外,復合材料的非牛頓指數(shù)隨著改性木質(zhì)素摻量的提高而增大,材料的性能同時也能夠大大的改變改善。根據(jù)分析顯示,改性木質(zhì)素與聚丙烯基體的界面結合比較好?!娟P鍵詞關鍵詞】:聚丙烯、木質(zhì)素、復合材料、力學性能?!厩把郧把浴浚耗举|(zhì)素是一種儲量非常豐富、且可再生的重要資源,在制備可再生、可降解的高分子復合材料方面有著重要的發(fā)展前景。因此,對木質(zhì)素資源進行開發(fā)利用具有非常重要的戰(zhàn)略意義,聚烯烴木質(zhì)素復合材料研究近來已成為比較熱點
3、的課題之一。木質(zhì)素填充改性聚烯烴必須改性兩者的相容性。本文用溴代十二烷烷基化改性木質(zhì)素,并進一步填充改性聚丙烯,研究烷基化改性木質(zhì)素摻量對聚丙烯/改性木質(zhì)素復合材料力學性能。1.1.實驗部分實驗部分1.1.1.1.主要原料主要原料:溴代十二烷,松木木質(zhì)素,聚丙烯,異丙醇,氫氧化鈉,分析純,濃鹽酸,二氯甲烷,石油醚。1.2.1.2.儀器和設備:毛細管流變儀,掃描電子顯微鏡,S4700,日本HITACHI公司;高速混合機,GH一10,北京英
4、特塑料機械廠;雙螺桿擠出機,TE一35,南京科亞化工機械公司:注型機,HTF60WZ—II型,寧波海天集團股份有限公司;微機控制電子萬能試驗機,CMT5014型,深圳新三思計量技術有限公司;動態(tài)力學測試分析儀,Tfitec2000B,英國Triton公司;傅里葉變換紅外光譜儀(FT—IR),AVATAR一370美國尼高力公司1.3.1.3.式樣的制備過程式樣的制備過程:首先將木質(zhì)素提純。在工業(yè)級木質(zhì)素中加入1mol/L的氫氧化鈉溶液,攪
5、拌溶解,過濾除去原料中的不溶物雜質(zhì)。然后再用lmoVL的HCl溶液調(diào)節(jié)上述溶液的pH值2,過濾,最后用蒸餾水將沉淀物充分洗滌至中性,80℃烘干。;然后將木質(zhì)素的烷基進行化學改性。將木質(zhì)素溶于體積比為2:1的異丙醇一水混合溶劑中,調(diào)節(jié)pH值至115,加入相當于木質(zhì)素質(zhì)量30%的溴代十二烷,在130℃下攪拌反應3h。產(chǎn)物在酸性水溶液中沉淀、洗滌,沉淀物溶解于二氯甲烷,經(jīng)抽濾除去未反應的木質(zhì)素。濾液與石油醚混合使未反應的長鏈溴代烷溶于石油醚,
6、將上述液體在萃取器中靜置一段時間后,取下層烘干,即得到烷基化木質(zhì)素。2.木質(zhì)素復合材料的力學性能木質(zhì)素復合材料的力學性能木質(zhì)素摻量(質(zhì)量百分比)對木質(zhì)素復合材料的沖擊強度、拉伸強度和斷裂伸長率的影響。(1)經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)的具體分析計算,我們不難得出隨著木質(zhì)素摻量的增加,復合材料的沖擊強度先升高后降低;當未改性木質(zhì)素和改性木質(zhì)素摻量為10%時,沖擊強度達到最大值,,與純聚丙烯的沖擊強度相比,分別提高了3617%和3936%;隨著木質(zhì)素摻量繼
7、續(xù)增加,復合材料的沖擊性能逐漸下降,當摻量為50%時,未改性木質(zhì)素復合材料沖擊強度較純PP下降了3384%,而PP,改性木質(zhì)素復合材料只下降了769%,說明經(jīng)過烷基化改性的木質(zhì)素對PP復合材料起到了顯著的增韌作用。(2)(2)木質(zhì)素對拉伸強度的影響。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析顯示當未改性木質(zhì)素摻量大于10%時,拉伸強度隨木質(zhì)素摻量的增加而快速下降,且摻量越高,下降的幅度越大,當摻量為50%時,拉伸強度較純PP降低了約665%。隨著烷基化改性量增加
8、,復合材料的拉伸強度也逐漸下降,但下降幅度較小:在摻量為20%時,拉伸強度下降了約208%,摻量為50%時,拉伸強度降低了約569%。這是由于改性木質(zhì)素的烷基鏈與PP基體相容性較好,有利于木質(zhì)素在PP基體中分散與穩(wěn)定,使復合材料的拉伸強度下降相對較小。(3)PP/木質(zhì)素復合材料斷裂伸長率的影響。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)結果表明,質(zhì)素摻量提高使復合材料的斷裂伸長率下降,但是PP/改性木質(zhì)素復合材料的下降幅度明顯小于未改性木質(zhì)素復合材料。當木質(zhì)素摻量為
9、10%時,PP/改性木質(zhì)素復合材料的斷裂伸長率為13517%,而未改性木質(zhì)素復合材料僅為3554%,這是由于改性后木質(zhì)素的長鏈烷基提高了與PP間的相容性,對復合材料起到了一定的增韌作用。(4)PP/本質(zhì)素復合材料儲能模量E隨溫度的變化。不論是PP/改性木質(zhì)素復合材料還是PP/未改性木質(zhì)素復合材料,它們的儲能模量E都比純PP高,并且PP/改性木質(zhì)素復合材料的E高于PP/未改性木質(zhì)素復合材料。說明未改性和改性木質(zhì)素對PP均能起一定的增強作用
10、。但由于改性木質(zhì)素通過烷基鏈與PP相容性提高,有利于外力在PP基體和木質(zhì)素間傳遞。結束語:結束語:隨著科技的不斷的發(fā)展和新能源的不斷開發(fā)利用,再加上環(huán)保上的需求,人們開始越來越青睞新型材料,因為它既環(huán)保又可以減少能源的浪費。為了祖國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我們要不惜花費重金致力于新型材料的研究,只有這樣我們才能夠在社會的市場競爭中立于不敗之地。【參考文獻參考文獻】【l】錢軍民,金志浩不飽和聚酯樹脂改性研究進展【J】熱固性樹脂,2002,17(4
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