竹纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料制備及力學(xué)、老化性能研究

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1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼工業(yè)太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：葉漲拯簽字日期：2。／綽鄉(xiāng)月午日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)云洼王業(yè)太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存

2、、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：叫碣蘇磚簽字日期：汐仲年；月乒日導(dǎo)師簽名：飛簽字日期：2p膨年鄉(xiāng)月乒日學(xué)位論文主要創(chuàng)新點(diǎn)lIIHIllHIIIllIIIIIIIIIY2518349一、通過竹纖維／PP界面剪切強(qiáng)度和竹纖維表面性日匕l(fā)匕側(cè),',lil。ll試，研究了層間混雜結(jié)構(gòu)和改性處理對復(fù)合材料性能的改善機(jī)理。層間混雜結(jié)構(gòu)改善了竹纖維和聚丙烯樹脂的分散均勻程度，堿處理和偶聯(lián)劑處理則分別提高了竹纖維表面能和降低了竹纖維表面極性，有利于聚丙烯樹脂對竹纖維表

3、面浸潤和包覆。二、通過竹纖維含量、制作結(jié)構(gòu)和竹纖維表面性能與復(fù)合材料吸濕性能關(guān)系的研究，探索了其吸濕規(guī)律和吸濕機(jī)理。竹纖維、竹纖維／PP界面以及內(nèi)部缺陷是復(fù)合材料吸濕的途徑，其中竹纖維的表面性能是影響復(fù)合材料吸濕和耐濕性能的主要因素。三、研究了竹纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料濕熱老化規(guī)律，并從改善竹纖維／PP界面性能角度，探索了復(fù)合材料的耐濕熱穩(wěn)定性。層間混雜結(jié)構(gòu)和竹纖維表面改性均有提高復(fù)合材料的濕熱穩(wěn)定性能，其中彎曲性能和界面性能表現(xiàn)最為突出。摘要由于竹纖維表面與聚丙烯樹脂存在較大極性差，這導(dǎo)致了竹纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的弱界面性能和濕熱敏感性。隨著汽車工

4、業(yè)對材料環(huán)境適應(yīng)性研究的注重，針對汽車的使用環(huán)境，研究竹纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的濕熱老化性能具有非常重要的意義。課題采用非織造工藝和熱壓工藝制備了竹纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，分別研究了竹纖維含量、制作結(jié)構(gòu)和改性處理對復(fù)合材料力學(xué)性能、吸濕性能的影響：并通過層間混雜結(jié)構(gòu)和竹纖維表面性能對復(fù)合材料性能作用機(jī)理的研究，探索了兩種優(yōu)化方式對復(fù)合材料濕熱穩(wěn)定性的影響。復(fù)合材料力學(xué)性能研究表明，當(dāng)竹纖維／PP質(zhì)量比為60／40時，復(fù)合材料具有最優(yōu)力學(xué)性能，其彎曲強(qiáng)度和模量分別為51．64MPa和3．97GPa，拉伸強(qiáng)度和模量分別為38．72MPa和4．36GPa。

5、層間混雜結(jié)構(gòu)、堿處理和偶聯(lián)劑處理分別通過提高竹纖維和聚丙烯樹脂分散性、竹纖維表面能，以及降低竹纖維表面極性，改善了復(fù)合材料內(nèi)部缺陷和界面性能，從而提高了材料的力學(xué)性能。其中，3％偶聯(lián)劑處理復(fù)合材料性能最優(yōu)，其彎曲強(qiáng)度和模量分別為為73．99MPa和6．07GPa，拉伸強(qiáng)度和模量分別為56．57MPa和6．17GPa，相比處理前，復(fù)合材料的各項(xiàng)性能分別提高了43．28％、52．90％、46．09％和41．70％。吸濕性能研究表明，復(fù)合材料的吸濕規(guī)律符合Fick吸濕定律，其水分表觀擴(kuò)散系數(shù)數(shù)量級為10～cm2／s，當(dāng)竹纖維／PP質(zhì)量比為60／40時，復(fù)合

6、材料具有相對較好的耐濕性，其平衡吸濕量為5．05％，水分表觀擴(kuò)散系數(shù)為3．06x10’7cm2／s。根據(jù)竹纖維／PP吸濕機(jī)理，復(fù)合材料主要通過內(nèi)部缺陷和竹纖維的親水性進(jìn)行吸濕，且竹纖維表面性能是影響復(fù)合材料吸濕性能和耐濕性能的主要因素。濕熱老化性能研究表明，改善界面性能和竹纖維表面性能是提高復(fù)合材料濕熱穩(wěn)定性的有效措施。層間混雜結(jié)構(gòu)和改性處理復(fù)合材料的力學(xué)性能及其濕熱穩(wěn)定性均有一定程度提高，主要體現(xiàn)在彎曲和剪切性能方面，拉伸性能的濕熱穩(wěn)定性則略有降低。關(guān)鍵詞：竹纖維；聚丙烯纖維：層間混雜結(jié)構(gòu)；堿處理：偶聯(lián)劑處理：力學(xué)性能；吸濕性能ABSTRACTTh

7、ehydrophilyofbamboofiberresultsintheweakinterfacialpropertiesbetweenbamboofibersandpolypropylenematrix，whichalsoleadscompositestobesensitivetowetandheat．Astheautoindustryfocusonenvironmentaladaptabilityofmaterial，thereseachonheatagingpropertiesofbamboofibers／PPaimingatserviceen

8、vironmentisveryimportant．Bamboofibersreinforcedpolypro