废弃混纺纤维复合材料及其力学性能研究

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目前世界的纺织纤维使用量逐年急剧增长,如何更好的回收利用废弃纺织纤维材料已成为各国研究者竭力探索的课题。本文利用废弃涤/棉(65/35)和棉/麻(55/45)混纺纤维材料制作涤、棉、麻/PP复合材料,研究两种制作复合材料的制板方式(即共混塑炼方式和混杂热压方式)的成型工艺和工艺参数与废弃混纺纤维复合材料性能之间的关系。本文采用共混塑炼和混杂热压两种方式制备废弃混纺纤维复合材料,首次将共混塑炼方式应用到废弃混纺纤维制作复合材料上,并对混杂热压方式制作复合材料的工艺进行改进,最后将两种方式制得复合板材的性能进行对比。(1)测试并分析共混塑炼方式制得复合板材的力学性能,确定影响板材力学性能的因素并进行正交实验,最终得出此方式的较优工艺。研究废弃混纺纤维配比、基体PP粒料的质量分数、塑炼温度、塑炼时间、热压压力等工艺参数对板材力学性能的影响,结果表明板材试样在废弃混纺配比为1:1、热压时间5min、热压温度185℃的情况下最佳成型条件为:PP质量分数为50%,塑炼温度190℃、热压压力15MPa、塑炼时间5min。此时制得板材的拉伸性能为33.91MPa,弯曲性能为36.47MPa,冲击性能为9.32KJ/m2,板材的密度为0.9342g/cm~2。(2)测试并分析混杂热压方式制得复合板材的力学性能,利用混杂效应分析废弃混纺纤维制得复合板材的力学性能。确定影响复合板材力学性能的因素并进行正交实验,最终得出此方式的较优工艺。研究废弃混纺纤维配比、基体PP纤维的质量分数、热压温度、热压时间、热压压力等工艺参数对复合板材力学性能的影响,结果表明板材试样在热压时间5min的情况下最佳成型条件为:废弃混纺纤维配比为1:1、PP纤维质量分数60%、热压温度185℃、热压压力12MPa。此时制得板材的拉伸性能为45.37MPa,弯曲性能为48.31MPa,冲击性能为15.32KJ/m2,板材的密度为0.9326g/cm~2。(3)在不添加任何助剂和复合板材厚度相同的前提下,PP的质量分数在50%、60%分别采用共混塑炼和混杂热压方式制作废弃混纺纤维复合板材试样,结果均为混杂热压方式的板材力学性能较好,而共混塑炼方式制作工艺简单、效率高,更适合大规模生产。
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