改性钢渣微粉/麦秸秆纤维/PVC复合材料性能

发布时间：2021-12-19 13:51

　　将钢渣微粉（SSM）、麦秸秆纤维（WSF）作为填料,通过挤出成型工艺制得聚氯乙烯（PVC）基复合材料,分别研究了不同配比（0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6）的改性钢渣微粉和麦秸秆纤维对复合材料的力学性能、吸水特性、尺寸热稳定性能的协同作用以及微观形貌的影响。结果表明,钢渣微粉经偶联剂改性后,分散性及与PVC基体的相容性得到改善,制得的复合材料力学性能较好,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别提升9.8%、5.45%、13.10%、2.95%。随改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比的增加,复合材料的力学性能先上升后下降,其综合力学性能在配比为3∶7时,达到最优。材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别为16.67%、20.76%、4.64%、34.41%;吸水率及吸水厚度膨胀率均明显下降,分别为7.19%和4.74%,综合吸水特性在配比为3∶7时,达到最佳;尺寸热稳定性逐渐下降,当改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比从0∶10增加到4∶6时,复合材料的热膨胀系数LTEC值增加了26.31%。 

【文章来源】：塑料. 2020,49(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

改性钢渣微粉的SEM微观形貌图

图2为钢渣微粉改性前后的FT-IR谱图。从图2可以看出，钢渣微粉在改性前后的吸收峰基本一致，但是吸收峰的强度发生了变化。钢渣微粉改性前，在3 440 cm-1附近出现了分子间氢键O—H伸缩振动峰，而改性后3 440 cm-1附近的O—H伸缩振动峰宽度变窄、振动峰强度减小，这表明钢渣微粉表面的—OH与KH-550发生了化学反应，—OH吸收峰明显变窄，因此，改性钢渣微粉与未改性的钢渣微粉相比亲水性下降、耐水性提高。同时，改性后的钢渣微粉在2 930、2 965以及2 853 cm-1,3处出现了烷烃C—H对称伸缩振动吸收峰，因此，钢渣微粉表面与KH-550之间形成了新的化学键。改性后的钢渣微粉在995 cm-1波数处的Si—O—Si伸缩振动吸收峰变宽，因此，KH-550与钢渣微粉表面形成的R—Si—O—Si与钢渣微粉内的Si—O—Si振动吸收区重合[11]。上述分析结果表明，KH-550对钢渣微粉的改性既发生了化学反应，也存在对钢渣微粉的物理包覆。2.1.3 改性钢渣微粉对复合材料力学性能的影响

SSM/WSF/PVC复合材料的力学性能如图4所示。从图4中可以看出，随着改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比的增大，复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弯曲模量均呈现先上升，后下降的趋势。与WPC相比，随着改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比的增大，复合材料的拉伸强度分别提高了0.5%、11.27%、16.67%、7.71%，冲击强度分别提升了9.37%、23.78%、34.41%、32.79%，弯曲强度分别提高了9.74%、18.02%、20.76%、14.11%，弯曲模量分别提高了1.9%、10.66%、4.64%、-5.15%。其中，复合材料的冲击强度提升幅度最大。由此可知，当钢渣微粉和麦秸秆纤维比例为3∶7时，即SSM/WSF/PVC复合材料为WPC#15时，复合材料的综合力学性能较佳。图4 SSM/WSF/PVC复合材料的力学性能


本文编号：3544532