论文部分内容阅读
近年来,随着环境保护意识逐渐增强以及不可再生石油资源枯竭等问题的日益严峻,利用天然植物纤维增强可生物降解聚合物愈来愈受到人们的重视。基于此,本文以漆籽壳纤维和聚乳酸为原料,利用模压成型方法制备了漆籽壳纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料,研究了纤维预处理方法(碱处理、硅烷处理、碱和硅烷共同处理)和纤维质量分数对复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料冲击断面以及摩擦磨损表面,利用傅利叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了处理前后纤维分子结构的变化以及复合材料的热稳定性。得到的主要结论如下:1.在漆籽壳纤维的预处理过程中,碱处理减少了其中的半纤维素和脂肪酸的含量,硅烷处理使纤维与硅烷之间发生了化学键合。2.以冲击强度为指标得到的最佳工艺为A3B2C2D3,即碱处理浓度10%,0.5h;硅烷浓度为3%,1h;NaOH浓度和硅烷处理时间的单因子实验表明,当NaOH浓度为10%,硅烷处理1h时,复合材料的力学性能达到最大值。3.复合材料的拉伸强度和冲击强度随着纤维含量的增加呈现先增加后降低的趋势,在纤维含量为20%时,分别达到最大值;复合材料的弯曲强度随着纤维含量的增加反而下降;复合材料冲击断面分析表明:当纤维含量小于30%时,纤维在基体中的分散均匀。但当纤维含量达到30%以上时,纤维在基体中存在团聚现象。4.漆籽壳纤维的加入提高了复合材料的热稳定性,但复合材料的起始分解温度低于纯PLA。5.漆籽壳纤维的加入降低了复合材料的摩擦系数,随着纤维含量升高,摩擦系数升高。纤维的加入能大幅降低复合材料的磨耗而且随着纤维含量的增加而降低。6. PLA的磨损方式主要是犁耕,10%纤维含量复合材料的磨损主要为黏着磨损,随着纤维含量升高,其磨损方式发生由粘着磨损向磨粒磨损的转变。