硫代磷酸三苯基异氰酸酯反应增容剑麻纤维增强聚乳酸复合材料及其性能研究

发布时间：2022-01-19 01:48

　　利用可再生原材料合成可降解复合材料已经成为科学研究和工业实践的热点。剑麻纤维（SF）具有比强度高、质轻价廉、绿色可降解、资源丰富且可再生等优势。聚乳酸（PLA）是最有潜力代替传统石油基聚合物的可生物降解材料之一,但受成本高、韧性差等缺点的影响,限制了其在工业生产中的应用。用两者制备生物质可降解复合材料,可以发挥两者性能优势的协同作用,达到材料轻量化、成本降低和减少对石油资源的依赖等效果,是保护环境和实现能源可持续发展的有效途径。亲水性剑麻纤维与非极性聚乳酸基体之间界面相容性差,影响纤维对基体的增强效果。本文针对这一问题,采用反应加工的技术方法,在熔融共混时引入多官能团反应单体硫代磷酸三苯基异氰酸酯（TPTI）,其与剑麻纤维表面及聚乳酸分子链端部羟基具有较高的反应活性,实现聚乳酸和剑麻纤维的化学链接,增强界面粘接性能,制备出一系列不同TPTI含量、不同剑麻纤维含量的PLA/TPTI/SF复合材料,研究反应加工对剑麻纤维表面基团、微观形貌和热稳定性,以及对复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和结晶行为的影响。为了进一步改善复合材料的冲击韧性,本文还在TPTI反应增容的基础上引入聚己内酯（P... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见植物纤维分类情况

洋麻 45-57 21.5 8-13 3-5 － －苎麻 68.6-76.2 13.1-16.7 0.6-0.7 1.9 6.1 0.3剑麻 67-78 10-14 8-11 10 1.3 2棉纤维 85-90 5.7 0.7-1.6 0-1 1.0 0.6椰壳纤维 36-43 0.15-0.25 41-45 3-4 5.2-16.0 －油棕纤维 65 0-22 19 － － －竹纤维 26-43 30 21.3 － － －（1）纤维素纤维素（Cellulose）是植物纤维的主要组成成分，是由多个 D-葡萄糖酐通过 -1,4苷键连接而成的一种线性天然多糖类高分子化合物[7,9,10]，其分子结构如图 1-2 所示。从图中可看出，纤维素中含有较多羟基（-OH），大量羟基的存在，一方面使得材料具有很强的亲水性，另一方面羟基通过和其他基团之间的相互作用形成较强的氢键，增强了分子间的作用力，赋予了纤维素分子较强的刚性并使其具有较稳定的化学性质。

图 1-3 半纤维素的分子结构[13]Fig. 1-3 Molecular structure of hemicellulose（3）木质素木质素（Lignin）是一种不规整的交联聚合物，赋予植物刚性。它是一种无定合物，具有由苯基-丙烷单元形成的芳族和脂族成分。在植物细胞壁的生物合木质素在多糖纤维（纤维素和半纤维素）之间形成，并将它们结合在一起；这过程导致细胞壁变硬，随着植物的成熟，木质素变得更加僵硬[7]。木质素相对较高，通过共价键与半纤维素链接。木质素具有疏水特性，能为纤维提供一定0]。（4）果胶果胶（Pectin）是填充在纤维细胞、非纤维细胞和初生壁空隙里的多糖聚合物作用[10]。其分子结构如图 1-4 所示，果胶在碱或氢氧化氨溶液中分子链发生断解，因此易被除去[7]。


本文编号：3595987