葵花秆/聚乙烯轻质复合材料制备工艺及性能研究

摘要

木塑复合材料在当今社会作为一种新型绿色环保材料，是以农作物秸秆、植物纤维或木材等材料为基材与热塑性聚合物通过不同的方法加工成型而得到的。它可以有效的解决农作物秸秆综合利用和废旧塑料再利用，这对于废弃物回收利用及环境保护有着重要的作用。本文以葵花秆和聚乙烯为主要原料，通过对葵花秆去芯和不去芯两种工艺进行比较，及各工艺因子对复合材料性能的影响，制备密度为0.4g/cm3的葵花秆/聚乙烯轻质复合材料，并对其力学、声学、热学性能以及微观结构进行研究，制备出一种用于保温隔热材料的轻质复合材料。
　　论文的主要研究结果有如下：
　　(1)复合材料制备工艺及影响因子的优化选择。葵花秆/聚乙烯轻质复合材料的最佳制备工艺是葵花秆未去芯与聚乙烯塑料混合，最佳工艺参数：热压温度为170℃，热压时间为25min，塑料比例为50%，偶联剂含量为5％，在最佳工艺因子条件下制备的葵花秆/聚乙烯轻质复合材料，其实际密度为0.42g/cm3，静曲强度（MOR）为4.12MPa，弹性模量（MOE）为4.87GPa、内结合强度（IB）为0.145MPa，2h吸水厚度膨胀率为4.38%。
　　(2)复合材料吸声系数最佳工艺参数为：热压温度170℃，热压时间25min，塑料比例50%，偶联剂加量5%，在此工艺下制得的复合材料的平均吸声系数达到0.49，大于0.4，可以考虑将其作为吸声材料使用。
　　(3)正交实验结果显示：复合材料的导热系数均小于0.25（W/(mK)）,可以考虑将其作为保温隔热材料使用。
　　(4)微观结构分析：SEM观察显示，偶联剂加量为5%时复合材料的断面结合的最好；FTIR图显示偶联剂的加入可以不同程度改变葵花秆内部官能团强度的变化，但又不破坏葵花秆整体的化学基团；XRD图显示偶联剂的加入不改变葵花秆纤维素的晶胞构造。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 我国农作物秸秆资源及利用现状

1.2 我国废旧塑料及其回收利用现状

1.3 保温隔热材料的发展及应用

1.4 吸声材料的发展及应用

1.5 研究意义

1.6 研究内容

2 葵花秆/聚乙烯轻质复合材料制备工艺及力学性能

2.1 试验材料和设备

2.2 复合材料的制备

2.3 实验结果分析

2.4 小结

3 葵花秆/聚乙烯轻质复合材料吸声性能研究

3.1 试验材料和设备

3.2 声学性能测试

3.3 小结

4 复合材料导热性能研究

4.1 试验材料和设备

4.2 导热性能的测定

4.3 小结

5 复合材料微观界面相容性研究

5.1 试验材料与设备

5.2 复合材料扫描电镜分析

5.3 红外光谱分析

5.4 结晶度分析

5.5 小结

6 结论与创新

6.1 结论

6.2 创新点

致谢

参考文献

附录

作 者 简 介