漆酶改性黄麻纤维增强树脂复合材料的制备与性能研究

发布时间：2017-11-10 13:22

  本文关键词：漆酶改性黄麻纤维增强树脂复合材料的制备与性能研究

  更多相关文章： 漆酶 黄麻 没食子酸酯 疏水化改性 复合材料

【摘要】：采用麻纤维作为增强体制备的树脂基复合材料具有质量轻、成本低、毒性低、可再生和力学性能好等优点。但由于麻纤维具有较强的极性和亲水性,使其与非极性树脂间的界面粘结性差,导致复合材料性能下降。为了得到性能优良的麻纤维增强树脂复合材料,需要对麻纤维进行疏水化改性,以提高与疏水性树脂基体之间的界面相容性。通过漆酶催化麻纤维表面木质素氧化生成活性自由基,引发具有疏水结构的没食子酸酯单体接枝到麻纤维表面的木质素上,可在纤维表面形成疏水性聚合物结构，，不仅可以有效降低麻纤维的亲水性,改善麻纤维与疏水性树脂基体间的界面相容性；在麻纤维表面形成的疏水性聚合物层,还可作为纤维增强体与树脂基体之间应力传递的桥梁和复合材料界面抵抗应力的弱边界层,提高麻纤维增强复合材料的力学性能。本文利用红外、元素分析法和扫描电镜对黄麻织物接枝没食子酸酯进行了表征,用皂化反滴定法测定了漆酶催化黄麻织物接枝没食子酸酯的接枝率,并对反应条件进行了优化,较优的工艺条件是：漆酶2.5 U/mL,没食子酸酯10 mM,反应温度50℃,反应时间4 h,缓冲液pH为3.5。接枝没食子酸酯后的黄麻织物接触角和水滴润湿时间显著提高,且没食子酸酯的烷基链越长,疏水效果越明显。在上述研究的基础上,选用接枝没食子酸酯疏水化改性后的黄麻织物作为增强体制备聚丙烯(PP)复合材料,结果表明,接枝没食子酸酯的黄麻/PP复合材料的吸水率和厚度膨胀率有不同程度的下降,拉伸强力和拉伸模量均有所增加,动态热机械性能改善,断裂界面形貌显示疏水化改性后的黄麻纤维与PP树脂间的界面粘结强度增强,且烷基疏水链越长,改善效果越明显。选用疏水性烷基链最长的没食子酸月桂酯(12个C)处理黄麻织物,结果表明接枝没食子酸月桂酯的黄麻／环氧树脂复合材料的吸水率和厚度膨胀率均下降,拉伸强力和拉伸模量显著增加,动态热机械性能提高,断裂界面电镜图片显示疏水化改性后的黄麻纤维与树脂间的粘结程度较高。说明疏水化改性后黄麻纤维与树脂间的界面相容性得到改善,界面牢度增强,复合材料的力学性能提高。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ327;TB332

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本文编号：1166813