硅烷用量对竹原纤维增强复合材料性能的影响

周吓星; 范宏玥; 童文瑄; 陈礼辉

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硅烷用量对竹原纤维增强复合材料性能的影响

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为明确改性剂用量对复合材料力学和热学性能的影响,以化学机械法制备的高长径比毛竹竹原纤维为增强相,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为偶联剂,热压制备45%竹原纤维/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,用环境扫描电镜(ESEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)对改性竹原纤维和复合材料进行界面分析。结果表明,随着KH550用量增加,复合材料的力学强度呈现先增强后减弱的趋势,当KH550用量为1%时,复合材料的力学性能较佳,与未改性的复合材料相比,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别提高了13.8%、21.8%、28.1%和24.5%,但其热稳定性略微下降。ESEM、FTIR和XPS的分析结果表明,改性竹原纤维表面极性降低,KH550与竹原纤维的羟基发生化学反应,复合材料的界面相容性增强;改性后纤维的结晶度下降,纤维大分子链柔顺性增强,竹原纤维和塑料基体之间的界面结合增强,而改性复合材料的结晶度升高,刚性增强。

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来源
《森林与环境学报》 |2021年第6期|P.659-666|共8页
作者
周吓星; 范宏玥; 童文瑄; 陈礼辉;
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作者单位

福建农林大学材料工程学院福建福州350002植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350002;

福建农林大学材料工程学院福建福州350002;

福建农林大学材料工程学院福建福州350002;

福建农林大学材料工程学院福建福州350002植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350002;

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正文语种 chi
中图分类非金属复合材料;
关键词
竹原纤维; 竹纤维增强复合材料; 界面改性; 硅烷; 聚乙烯;

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