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为提高聚丙烯基复合材料的性能,利用毛竹及其加工剩余物制备的超微竹炭(UFBC)作为增强材料引入聚丙烯(PP)基体,制备复合材料。探索了不同成型工艺、不同超微竹炭添加量及超微竹炭粒径对PP/UFBC复合材料力学性能、耐湿性能及热特性等性能的影响;通过表征聚丙烯与超微竹炭二元体系结构,揭示其界面结合与强化机理;同时探讨了竹颗粒(BP)、超微竹炭与聚丙烯三元复合材料的制备、结构与性能,明确三元复合材料中三元质量配比对材料性能的影响,表征三元体系结构,探明了超微竹炭与竹颗粒对聚丙烯基复合材料的协同增强效果。(1)采用超微竹炭增强聚丙烯基复合材料,对比研究不同成型工艺与超微竹炭添加量对PP/UFBC复合材料性能的影响。采用混炼挤出与注塑成型制备复合材料,在超微竹炭添加量为30%时材料的拉伸强度达到较大值26 MPa;在超微竹炭添加量为40%时材料的拉伸模量达到较大值450 MPa。熔融混炼与热压成型法制备PP/UFBC复合材料,超微竹炭添加量为40%-50%时,材料拉伸强度较优。在超微竹炭添加量为30%时材料的拉伸模量达到较大值370 MPa。注塑成型工艺制备的材料拉伸性能与耐湿性能较热压成型工艺制备的材料更优,在超微竹炭添加量为20%时,注塑成型复合材料的拉伸强度较热压成型材料提高了 5MPa;注塑成型较适于超微竹炭含量较低复合材料的制备,热压成型较适于超微竹炭含量较高的复合材料制备。两种不同成型工艺制备复合材料时,超微竹炭的添加对材料耐湿性能的影响不明显;超微竹炭能较好地提升材料的结晶温度和熔融温度,改善了材料的加工性和耐热性,但不同工艺对材料热特性的影响并不明显。(2)采用混炼挤出与注塑成型工艺制备了两种粒度超微竹炭与聚丙烯复合材料,两种不同粒度超微竹炭对聚丙烯基复合材料的拉伸性能均有较好的增强作用。在粒度1超微竹炭含量为30%时材料的结晶温度达到较大值120.5℃,较聚丙烯提高了 10.4℃。随着粒度2超微竹炭添加量的增大,复合材料的拉伸强度与拉伸模量不断增大,断裂伸长率不断减小,超微竹炭添加量为40%时,复合材料的拉伸强度达到了 33 MPa,拉伸模量达到了500 MPa;对比两种粒度超微竹炭对聚丙烯基复合材料性能的影响,粒度2超微竹炭对复合材料力学性能、耐湿性能、热特性的增强作用均要优于粒度1超微竹炭,较细粒度的超微竹炭对复合材料的增强效果较优。PP/UFBC复合材料的吸湿率均小于0.1%,材料的耐湿性能较优,超微竹炭的加入对复合材料耐湿性能的影响不明显。超微竹炭的添加对材料的结晶温度和熔融温度均有较大的提升作用;微观形态分析表明,超微竹炭在基体中分散均匀,两者界面结合良好。(3)同时引入竹颗粒、超微竹炭作为增强体与聚丙烯基体制备了三元复合材料。超微竹炭与竹颗粒通过促进分散性与形成稳定的三元晶核结构对三元复合材料的力学性能、热特性等有较优的协同增强作用,达到了较好的增强效果。在PP/BP/UFBC质量配比为70/25/5时,复合材料的拉伸强度达到较大值30 MPa,较纯聚丙烯材料提高了 30%;在PP/BP/UFBC质量配比为70/20/10时,三元复合材料的拉伸模量达到较大值为460 MPa;密度达到较小值0.96 g/cm3;耐湿性能达到较优值,吸湿率较小为0.05%;熔融温度也达到较大值166.6℃,较纯聚丙烯材料提高了 5.9℃。PP/BP/UFBC三元复合材料的力学性能、热特性等较纯聚丙烯与二元复合材料均有所提升。PP/BP/UFBC质量配比为70/20/10时,三元复合材料的拉伸模量较PP/BP(70/30)、PP/UFBC(70/30)二元复合材料和聚丙烯分别提高了 35%、24%和 109%。