论文部分内容阅读
近年来,大多数木塑复合材料的塑料基体以石油为来源,这类复合材料不能完全降解,严重污染环境。聚乳酸(PLA)是一种具有良好的机械加工性、生物降解性和相容性的热塑性降解塑料,最终可分解为CO2和水。PLA/秸秆粉木塑复合材料具有生物降解性、无污染、价格低和良好机械性能等。目前这类复合材料在成型工艺、成型配方、界面相容性、增韧性、发泡等方面存在很多不足。因此本文以麦秸秆纤维为填料,聚乳酸为基体,制备秸秆粉/PLA木塑复合材料,针对不足做初步探究,为进一步深入研究提供参考。实验主要通过注塑成型法和模压成型法制备秸秆粉/PLA木塑复合材料及发泡木塑复合材料,探索最佳成型工艺;改变秸秆粉含量,优化木塑复合材料成型配方;研究马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH)和硅烷偶联剂对木塑复合材料界面相容性影响;比较不同种类增韧剂(弹性体SBS、PE、PBS)对木塑复合材料韧性影响;研究AC发泡剂含量对发泡木塑复合材料性能影响。并通过SEM、DSC、表观密度、力学性能和吸水率性能等测试方法对秸秆粉/PLA木塑复合材料及发泡木塑复合材料性能进行探究。(1)采用注塑法和模压法制备秸秆粉/PLA木塑复合材料,探索最佳成型工艺。结果表明:注塑成型工艺最佳为,注射温度为178℃,注射压力为50 bar,注射速度为45%;模压成型工艺最佳为,模压时间为11 min,模压温度为187℃,保压时间为4 min。(2)研究秸秆粉含量对秸秆粉/PLA木塑复合材料性能影响。结果表明:当20%秸秆粉时,密度最小且综合力学性能最佳;熔体流动速率随秸秆粉增加逐渐下降,吸水率随秸秆粉含量及浸水时间增加而增大,结晶温度提高,出现双重熔融峰。(3)加入PLA-g-MAH和硅烷偶联剂,改善秸秆粉/PLA木塑复合材料界面相容性。结果表明:当5%PLA-g-MAH,力学性能和相容性最佳,结晶温度提高且耐热性增强;当5%硅烷偶联剂,拉伸强度和弯曲强度提高而冲击强度降低,界面结合能力得到改善,结晶峰强度增大且促进完全结晶,但对熔融温度影响不明显。(4)比较不同种类增韧剂(弹性体SBS,PE、PBS),对秸秆粉/PLA木塑复合材料韧性影响。结果表明:木塑复合材料韧性得到提高,但PBS增韧效果最佳且断面形态结构平整光滑。(5)采用模压法制备秸秆粉/PLA发泡木塑复合材料,探索最佳模压成型工艺。结果表明:加热温度178℃,模压压力7 MPa,保压时间25 s。(6)研究AC发泡剂含量对秸秆粉/PLA发泡木塑复合材料性能的影响。结果表明:当AC发泡剂含量为1%,表观密度最小,断面泡孔分布均匀且泡孔较小,力学性能较佳;秸秆粉/PLA发泡木塑复合材料吸水率较未发泡材料大。