不同填料/麦秸秆纤维/聚乙烯基复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-07-05 14:40
本论文以陕西关中地区麦秸秆纤维（WSF）和高密度聚乙烯（HDPE）为原料,以白云石、滑石粉、硅灰石三种不同填料为填充助剂,通过熔融共混和注塑的方法制备填料/WSF/HDPE复合材料,研究了不同填料含量、WSF含量及经γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、马来酸酐（MA）和双（三乙氧基硅丙基）四硫化物（Si69）改性处理WSF对WSF/HDPE复合材料的力学性能、吸水性能、热稳定性和结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱仪（FTIR）分析改性处理前后WSF化学结构,采用扫描电子显微镜（SEM）分析了填充前后WSF/HDPE复合材料拉伸断裂面的形貌变化。论文主要结论如下:（1）随WSF含量增加,WSF/HDPE复合材料的力学性能呈现先增长后下降的趋势,吸水性能增加。当WSF含量为40wt%时,复合材料的力学性能达到最佳。且WSF的加入促进了 HDPE的结晶,提高了结晶度,降低了复合材料的界面性能。（2）随填料含量增加,不同种类填料填充WSF/HDPE复合材料,会出现粉体聚集现象,复合材料的吸水性能增强。在填料含量为5wt%时,复合材料的力学性能达到最佳。在拉伸性能方面,硅灰石>白云石&g...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WSF/HDPE的制备工序Fig.2-1WorkingprocedureofWSF/HDPE
西安理工大学硕士学位论文1401234560246810121416AverageMoistureAbsorption/%Time/weeksHDPE10WP20WP30WP40WP50WP图2-8WSF含量对WSF/HDPE复合材料6周之内的吸水性能Fig.2-8WSFcontentaffectsthewaterabsorptionofWSF/HDPEcompositeswithin6weeks表2-8WSF含量WSF/HDPE吸水率Tab.2-8WSF/HDPEwaterabsorptionwithWSFcontent性能24h吸水率7天吸水率6周吸水率HDPE00.030.3410WP0.030.210.4120WP0.270.841.8430WP0.842.886.0340WP1.936.0411.0550WP4.5112.4914.982.5.6WSF/HDPE复合材料的SEM分析图2-9（a）、（b）分别是纯HDPE和40wt%WSF的WSF/HDPE复合材料拉伸断裂面的微观结构图。图（a）是纯HDPE的拉伸断面，可以看到断面处非常整洁光滑。图（b）是加入40wt%WSF的WSF/HDPE复合材料的拉伸断面，可以看到断面处WSF与HDPE基体之间整体粘结性相对比较紧密，但也存在纤维从基体中拔出，留下细小孔隙，刚性纤维的加入弥补了细小孔隙对复合材料的性能造成的影响。图2-9WSF/HDPE复合材料的SEM图（X1500）：(a)HDPE,(b)40WPFig.2-9SEMdiagramofWSF/HDPEcomposites(X1500):(a)HDPE,(b)40WP
不同填料对WSF/HDPE复合材料性能的影响25图3-7不同填料的SEM图、不同填料填充WSF/HDPE复合材料的SEM图（X1500）：(a)talc,(b)wollastonite,(c)dolomite,(d)5H-40WP,(e)5G-40WP,(f)5B-40WPFig.3-7SEMimagesofdifferentfillers,SEMimagesofWSF/HDPEcompositesfilledwithdifferentfillers(X600):(a)talc,(b)wollastonite,(c)dolomite,(d)5H-40WP,(e)5G-40WP,(f)5B-40WP3.6本章小结本章以白云石、滑石粉及硅灰石三种填料作为填充体，填充WSF/HDPE复合材料。研究了填料种类及填充含量对复合材料诸多性能的影响。我们可以得出以下结论：复合材料的拉伸和弯曲强度随填料填充量的增多呈现先增高后减小的趋势。当填料含量为5wt%时制备的WSF/HDPE复合材料的各项力学性能达到最佳，且性能要比未填充的好。由结晶和熔融性能可知，滑石粉能提高复合材料的结晶度，而硅灰石和白云石填充的复合材料结晶度高于纯HDPE。经填料填充的复合材料吸水变化曲线可知，复合材料的耐水性随填料填充量的增多而减弱，吸水率提升。由扫描电镜可知，细小填料颗粒不同程度地镶嵌在WSF与基体HDPE之间，减少了WSF与基体HDPE之间的间隙，界面结合性使得复合体系更好的结合在一起。当5wt%硅灰石、白云石和滑石粉填充WSF/HDPE复合材料可知，复合材料的性能有升有降，具有如下次序：在拉伸性能方面，硅灰石＞白云石＞滑石粉；弯曲性能方面，硅灰石＞白云石＞滑石粉；吸水性能方面，硅灰石＞滑石粉＞白云石。
本文编号：3266264
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WSF/HDPE的制备工序Fig.2-1WorkingprocedureofWSF/HDPE
西安理工大学硕士学位论文1401234560246810121416AverageMoistureAbsorption/%Time/weeksHDPE10WP20WP30WP40WP50WP图2-8WSF含量对WSF/HDPE复合材料6周之内的吸水性能Fig.2-8WSFcontentaffectsthewaterabsorptionofWSF/HDPEcompositeswithin6weeks表2-8WSF含量WSF/HDPE吸水率Tab.2-8WSF/HDPEwaterabsorptionwithWSFcontent性能24h吸水率7天吸水率6周吸水率HDPE00.030.3410WP0.030.210.4120WP0.270.841.8430WP0.842.886.0340WP1.936.0411.0550WP4.5112.4914.982.5.6WSF/HDPE复合材料的SEM分析图2-9（a）、（b）分别是纯HDPE和40wt%WSF的WSF/HDPE复合材料拉伸断裂面的微观结构图。图（a）是纯HDPE的拉伸断面，可以看到断面处非常整洁光滑。图（b）是加入40wt%WSF的WSF/HDPE复合材料的拉伸断面，可以看到断面处WSF与HDPE基体之间整体粘结性相对比较紧密，但也存在纤维从基体中拔出，留下细小孔隙，刚性纤维的加入弥补了细小孔隙对复合材料的性能造成的影响。图2-9WSF/HDPE复合材料的SEM图（X1500）：(a)HDPE,(b)40WPFig.2-9SEMdiagramofWSF/HDPEcomposites(X1500):(a)HDPE,(b)40WP
不同填料对WSF/HDPE复合材料性能的影响25图3-7不同填料的SEM图、不同填料填充WSF/HDPE复合材料的SEM图（X1500）：(a)talc,(b)wollastonite,(c)dolomite,(d)5H-40WP,(e)5G-40WP,(f)5B-40WPFig.3-7SEMimagesofdifferentfillers,SEMimagesofWSF/HDPEcompositesfilledwithdifferentfillers(X600):(a)talc,(b)wollastonite,(c)dolomite,(d)5H-40WP,(e)5G-40WP,(f)5B-40WP3.6本章小结本章以白云石、滑石粉及硅灰石三种填料作为填充体，填充WSF/HDPE复合材料。研究了填料种类及填充含量对复合材料诸多性能的影响。我们可以得出以下结论：复合材料的拉伸和弯曲强度随填料填充量的增多呈现先增高后减小的趋势。当填料含量为5wt%时制备的WSF/HDPE复合材料的各项力学性能达到最佳，且性能要比未填充的好。由结晶和熔融性能可知，滑石粉能提高复合材料的结晶度，而硅灰石和白云石填充的复合材料结晶度高于纯HDPE。经填料填充的复合材料吸水变化曲线可知，复合材料的耐水性随填料填充量的增多而减弱，吸水率提升。由扫描电镜可知，细小填料颗粒不同程度地镶嵌在WSF与基体HDPE之间，减少了WSF与基体HDPE之间的间隙，界面结合性使得复合体系更好的结合在一起。当5wt%硅灰石、白云石和滑石粉填充WSF/HDPE复合材料可知，复合材料的性能有升有降，具有如下次序：在拉伸性能方面，硅灰石＞白云石＞滑石粉；弯曲性能方面，硅灰石＞白云石＞滑石粉；吸水性能方面，硅灰石＞滑石粉＞白云石。
本文编号：3266264
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