红麻纤维增强聚乙烯和聚丙烯的制备及其性能研究

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红麻具有纤维含量高、韧性大、密度小和其板材环保、容易加工、价格低廉、性能优良的特点。为了充分利用我国丰富的红麻资源以及开发实用型的环保材料,进行红麻纤维增强聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)树脂的研究具有重要的意义。本实验选用热碱溶液和KH-550硅烷偶联剂对红麻纤维进行改性。采用微机差热天平(HCT-2)对未经改性和KH-550偶联改性的红麻纤维进行TG分析,根据两者的失重温度范围确定了纤维干燥的合适温度范围为40℃-137℃。此外,用红外光谱对纤维结构进行了表征。采用RM-200转距流变仪对不同配比的红麻纤维和PE(或PP)的物料进行共混,根据流变曲线分析了各种条件对加工性能的影响,同时选取部分共混物料进行了热解试验以及红外光谱分析。用微机控制电子万能试验机(MT5105)和屏显冲击试验机(JB-500)测试了KF/PE(KF/PP)复合材料试样的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性等。测试结果表明:未经处理的红麻纤维增强PE效果显著,其含量为10%时,共混料粉碎后压制的KF/PE复合材料试样的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性分别比PE提高了4.7%、106.3%、37.5%。在纤维长度为1.5mm,纤维含量为10%时,KH-550硅烷偶联剂改性的KF/PP复合材料的弯曲强度比PP提高了6.9%。红麻纤维长度分别为1.5mm、2mm、4mm、6mm的KF/PP共混材料的力学性能对比实验中,纤维长度为2mm时共混材料的力学性能最好,其力学性能高于共混物粉碎后压制成的试样。
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