EVA复合材料的增强改性研究

发布时间：2020-06-04 16:53

【摘要】：乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene-vinyl acetate copolymer),简称EVA,它是类似橡胶弹性体的热塑性塑料。EVA具有优异的柔韧性、透明性、粘结性、耐冲击性、耐应力开裂性和良好的光学性能,然而较低的强度、刚性、热稳定性等限制了其进一步应用。本文以竹纤维(BF)、硫酸钙晶须(CaS04w)、马来酸酐接枝聚烯烃为填料,对EVA进行增强改性,研究了不同含量填料对EVA性能的影响。由于天然竹纤维与EVA基体的相容性不好,因此预先用NaOH碱液对竹纤维进行处理,以改善BF与EVA间的界面结合力,并对比研究了碱处理前后竹纤维形貌和结构的变化。实验首先通过双螺杆挤出机和注塑机注射成型分别制备了竹纤维/乙烯-醋酸乙烯共聚物(BF/EVA)和竹纤维/马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(BF/EVA-g-MAH),马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)/EVA和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)/EVA复合材料,比较了竹纤维对EVA和EVA-g-MAH性能的影响,以及PE-g-MAH和PP-g-MAH对EVA性能的影响;然后在30wt%BF/EVA的配方基础上,加入PE-g-MAH和PP-g-MAH熔融共混制备了马来酸酐接枝聚烯烃/30wt%BF/EVA三元复合材料,研究了马来酸酐接枝聚烯烃对30wt%BF/EVA的力学性能、断面形貌、结晶行为和热稳定性的影响;最后制备了 CaS04w/EVA二元和30wt%CaSO4w/PE-g-MAH/EVA三元复合材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)和差示扫描量热(DSC)等方法观察和表征了复合材料的形貌、结构、热稳定性和结晶性能,并测试了复合材料的力学性能和熔体流动性能。研究结果表明:BF与EVA具有一定界面粘附,加入BF能提高EVA的刚性(压缩强度、拉伸和压缩模量),但使EVA的断裂伸长率降低。与BF/EVA相比,BF/EVA-g-MAH复合材料的拉伸强度和断裂伸长率有所提高,尤其是40wt%BF/EVA-g-MAH的机械性能增大明显。相比于40wt%BF/EVA,40wt%BF/EVA-g-MAH复合材料的拉伸强度、拉伸模量、压缩强度、压缩模量和断裂伸长率分别增加9.9%、11.0%、12.4%、20.2%和31.9%。BF对EVA或EVA-g-MAH的结晶有异相成核作用,EVA-g-MAH和30wt%BF/EVA-g-MAH的热稳定性分别高于纯EVA和30wt%BF/EVA。加入PE-g-MAH和PP-g-MAH可促进BF在EVA中的均匀分散,提高纯EVA和30wt%BF/EVA的拉伸和压缩性能,同时保持复合材料相对较高的断裂伸长率。相比PE-g-MAH,添加PP-g-MAH对EVA复合材料模量的增加程度较大。低含量PE-g-MAH和PP-g-MAH能诱导EVA结晶,提高结晶性能。热重分析表明,添加PE-g-MAH或PP-g-MAH能够提高EVA和30wt%BF/EVA复合材料的热稳定性。CaS04w能较大提高EVA复合材料的刚性,2.5wt%和5wt%CaSO4w/EVA复合材料的拉伸强度较高,相比纯EVA分别增大35.1%和13.5%。添加PE-g-MAH可同时提高纯EVA和30wt%CaSO4w/EVA的拉伸和压缩性能,断裂伸长率和熔体流动速率随PE-g-MAH含量的增加逐渐降低。DSC和XRD结果表明,晶须影响EVA结晶过程的形核和晶粒长大,PE-g-MAH和低含量CaSO4w对EVA结晶均有异相成核作用,随含量增加会干扰EVA的结晶,降低结晶性能。CaS04w和PE-g-MAH能同时提升EVA及其复合材料的热稳定性能。SEM结果表明,PE-g-MAH能促进CaS04w在EVA中均匀分散,减弱30wt%CaSO4w的聚集现象,增强三者的界面粘结。
【图文】：

EVA复合材料的增强改性研究

图２－１未处理及碱溶液处理２４ｈ竹粉的ＳＥＭ图逡逑

EVA复合材料的增强改性研究

图２－２未处理和碱处理２４ｈ竹粉的ＦＴＩＲ图谱逡逑－—１＿１
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332

【参考文献】