咖啡壳基微/纳米纤维素混合物增强木塑复合材料的制备及性能

摘要

随着社会的进步,人们对生态环境的重视程度在不断地提高,环境友好型的绿色复合材料受到了科学界的持续关注。本文利用废弃咖啡壳粉为原料,探讨不同尺度的纤维素混合物对聚乙烯增强木粉木塑复合材料的影响。为避免纳米纤维素混合物的团聚引起的增强效果下降,创新使用尿素球磨体系制备亚微米级纤维素混合物(含半纤维素与木质素),与制备工艺复杂的纳米级纤维素混合物(含少量半纤维素与木质素)进行对比。研究结果表明,在室温下纳米级纤维素混合物(CSNC)与亚微米级纤维素混合物(CCMC)都使木塑复合材料的黏度升高,提高了复合材料的耐热性和抗蠕变性。对于材料的性能,当加入添加量为4%PE的CSNC后,复合材料的弯曲模量提高了35%,但弯曲强度和冲击强度均有所下降,材料脆性增加。加入4%PE质量的CCMC后木塑复合材料弯曲模量不变,冲击强度与弯曲强度均升高7%,材料强度得到增加。在吸水率方面,CSNC使材料的吸水率显著提高,CCMC的加入对材料吸水率影响不大。亚微米级纤维素混合物在改善木塑复合材料的性能方面更为出色,制备更为简单方便。