SBS/PS/剑麻纤维复合材料的制备、结构与性能研究

作     者：吴傲 

作者单位：南宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘钰馨

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：剑麻纤维 复合材料 结构 性能 

摘      要：剑麻纤维是可再生、可自然降解的天然植物纤维。目前剑麻纤维作为增强材料应用于高分子材料中,对复合材料的各项性能进行改善。本文将剑麻纤维(SF)、丁苯热塑性橡胶(SBS)、聚苯乙烯(PS)经挤出注塑制备SBS/PS/SF复合材料。利用万能材料试验机、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)等对其进行研究,测试SF用量、SF处理方式对复合材料力学性能、热性能、蠕变、应力松弛及结构的影响。揭示SBS/PS/SF复合材料结构与性能的关系。研究结果表明,经力学性能测试发现SF提高了复合材料的拉伸强度及弯曲强度,降低了应变大小;经硅烷偶联剂的处理后的SF能较好的增强复合材料的冲击强度;弯曲强度变化不大。热性能测试表明:剑麻纤维的加入降低了复合材料的维卡软化点温度,疏水处理降低了SBS/PS/剑麻纤维的维卡软化点温度。剑麻纤维的加入使得复合材料失重速率和残碳量都有所增加;疏水处理提高了热稳定性。SF的加入降低了玻璃化转变温度降低。SBS/PS/SF复合材料蠕变后的各项性能测试表明:复合材料的应变大小随着剑麻纤维含量、应力大小、蠕变时间的增加而增大,随加载速率的增加而减小。复合材料经蠕变试验后的拉伸强度、断裂应变都大于蠕变前。复合材料经蠕变后的玻璃化转变温度有所降低。SF含量为10份时,复合材料内部SF均匀分布、边界较为清晰;SF用量为30份时,SF分布不均,发生团聚现象。部分剑麻纤维经蠕变实验后,剑麻纤维与基体之间发生分离。SBS/PS/SF复合材料应力松弛后的各项性能测试表明:复合材料的应力大小随着剑麻纤维含量、应变大小、应力松弛时间、加载速率的增加而增大。复合材料应力松弛后,断裂应变和拉伸强度都先升后降。应力松弛试验后的断裂应变大于应力松弛前。复合材料应力松弛后的玻璃化转变温度都低于应力松弛前。剑麻含量为10份时,剑麻纤维均匀分布,与SBS/PS/SF复合材料相容性较好;剑麻含量为30份时,复合材料中的剑麻纤维分布不均,发生团聚现象。部分复合材料经应力松弛实验后,剑麻纤维与SBS/PS/SF复合材料基体之间发生分离。