聚丙烯/亚麻纤维复合材料结构与性能的研究

摘要

本文探索了聚丙烯/亚麻纤维(PP/FF)复合材料的混炼方法和工艺条件。研究了亚麻纤维(flax－fiber，FF)含量、对FF的不同处理方法及增容剂对PP/FF复合材料性能的影响。测试了PP/FF复合材料的加工性能、力学性能、热性能、热稳定性的影响，并通过POM、DSC方法研究了FF对PP/FF复合材料结晶行为的影响。
　　 研究结果表明：(1)采用先两联辊混炼、后双螺杆挤出机挤出的二步混炼法能有效将FF均匀的分散在PP/FF复合材料中，最高加工温度在180℃左右能较好的保护FF的结构和强度。(2)随着FF含量提高，PP/FF复合材料的密度基本未提高，弯曲强度、硬度和热变形温度提高。(3)无增容剂时，FF对PP/FF复合材料的增强作用不明显，且PP/FF复合材料的冲击强度随FF含量提高显著下降；但添加增容剂PP-g-MAH(尤其是MFR较小、MAH接枝率较大的9801)后，PP/FF复合材料的力学性能明显提高：添加EPDM-g-MAH和POE-g-MAH后，PP/FF复合材料的拉伸和冲击强度均有提高，尤其是冲击强度提高显著；PP/FF复合材料断面的电镜照片也证明了两相界面强度提高；添加PO-g－MAH后，PP/FF的吸水性减弱，吸水后力学性能下降的问题得到改善，热稳定性略有提高，加工流变性未受影响。(4)5％的NaOH溶液浸泡FF1小时能显著提高PP/FF复合材料的力学性能、硬度和热变形温度，PP/FF复合材料断面的电镜照片也显示了两相界面强度提高；NaOH溶液浸泡FF和添加PO-g-MAH相结和起到协同增容的作用，PP/FF复合材料力学性能提高更明显。(5)硅烷偶联剂KH570的酸性溶液处理FF也能提高材料两相界面强度和力学性能。