黄麻纤维表面原位沉积纳米SiO2及PP基复合材料的研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xianyutao226
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
黄麻纤维增强聚丙烯(PP)基复合材料因具有质轻、价廉、可生物降解等特性而备受关注,但其存在界面相容性差、综合性能不理想等问题。本文在经过预处理的黄麻纤维表面采用原位法沉积纳米SiO2,制备了黄麻纤维/纳米SiO2/PP复合材料。研究了黄麻纤维的预处理以及沉积工艺对纳米SiO2在黄麻纤维表面微观形貌的影响规律,分析了原位沉积纳米SiO2对黄麻纤维复合材料界面性能的影响。分别对碱处理、乙二胺/尿素处理及羧甲基化处理的黄麻纤维进行了红外光谱分析、X射线衍射分析、钡值分析、悬浮性能分析及微观结构分析,探讨了预处理对黄麻纤维表面活性的影响。结果表明,三种预处理均能去除黄麻纤维的果胶质,破坏纤维表面分子间的氢键,降低黄麻纤维中纤维素的结晶度,提高黄麻纤维的反应活性。其中羧甲基化处理后的黄麻纤维反应活性最大,碱处理次之,乙二胺/尿素处理后的黄麻纤维反应活性最小。以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体溶液,通过超声-溶胶凝胶法在经过预处理的黄麻纤维表面原位沉积纳米SiO2。采用单因素变量法探索了纳米SiO2在黄麻纤维表面的沉积机理及界面结合机制。最后通过正交试验法确定了纳米SiO2最佳沉积工艺:当TEOS与蒸馏水的体积比为1:1、氨水的浓度为1.8mol/L、反应时间为16h、反应温度为40℃时,纳米SiO2粒子在黄麻纤维表面的沉积量为11.4%、粒径为80nm、粒径尺寸分布较窄,实现了黄麻纤维表面纳米SiO2尺寸及沉积量的可控调节,单根黄麻纤维的综合性能最佳。将表面沉积纳米SiO2的黄麻纤维与PP进行熔融共混,制备了黄麻纤维/纳米SiO2/PP复合材料,研究了原位沉积纳米SiO2对黄麻纤维/PP复合材料界面性能的影响。结果表明,当黄麻纤维添加量为24wt%,表面纳米SiO2沉积量为11.4wt%,粒径为80nm时,其增强PP基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与未沉积时相比分别提高了38.55%、30.31%和26.03%。同时,复合材料的吸水性能显著降低:浸水360h后,复合材料的吸水率和厚度膨胀率分别下降了23.84%和34.30%,表明表面沉积纳米SiO2粒子可显著提高黄麻纤维复合材料的界面结合强度。
其他文献
高速公路能有效推动沿线的经济发展,在我国经济迅速发展、机动车数量不断增加、高速公路网络不断完善的背景下,高速公路交通安全形势变得愈发严峻。目前,我国交通安全管理部门积累了大量交通事故原始数据,然而当前针对交通事故的研究不够深入和全面,未充分挖掘其潜在的信息价值,不利于交通事故综合分析体系的建立。本文通过调查和收集浙江省高速公路交通事故历史资料,以及典型路段的车辆运行速度、交通流量、线形设计等资料,
空间曲线结构因具有流线型造型以及良好的受力特性,被广泛的应用于航空航天、机械、建筑等领域中。目前,空间曲线结构在静力学方面的研究已经取得了相当丰硕的成果,然而,相较于静力学方面的研究,空间曲线结构在动力学方面的研究,尤其是空间曲线结构的动力学控制方程及其对应的求解方法上,相关研究比较少。因此,本文针对空间曲线梁的受迫振动响应,进行了如下工作:首先,在现有空间曲线梁的理论基础上,考虑转动惯量、横向剪
在国家提升清洁能源地位的战略部署背景下,分布式光伏得到了迅猛发展,并网比例不断上升,但由于光伏发电功率受到季节、地域和天气等因素的影响而具有较强的波动性与随机性,给电网的规划、运行与调控也带来了新问题。为了保证光伏发电的消纳水平,保证电网运行的经济稳定,有必要研究含规模化的、分布式光伏发电的地区出力的典型场景和特性,为地区电网规划和运行提供基础的源数据。本文在总结国内外相关研究成果的基础上,主要完
2016年3月5日,在政府报告中,国务院总理李克强提出要大力弘扬工匠精神,2017年在十九大报告中,习近平总书记再次强调弘扬劳模精神和工匠精神。目前,旅游业要想实现从“旅游大国”向“旅游强国”的升级转变,离不开高素质的旅游人才。当前教育部门对职业教育的发展也出台了一些重要文件,强调要深化职业教育改革,全面提升受教育者的素质。这都表明当前加强中职旅游专业学生的“工匠精神”培养是必然选择。本文选取重庆
作为光纤通讯技术的核心问题之一,晶体材料在光通信器件的研制与开发中具有极为重要的应用。本论文选取压电性能优越电光系数较大的钛酸铋钠钡[(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-xBaTiO3,
薄壁盒段是飞行器中采用最多的结构。在进行薄壁盒段力学分析时,若采用工程算法,则精度较低;若采用大型有限元软件,其精度可以满足工程要求,但是需要大量的模型参数来建立精
目前以水稳碎石为代表的半刚性基层材料在我国各等级公路沥青道路结构中得以广泛的普及应用。但这种路面结构在实际应用过程中存在着许许多多的问题,其中较为突出的就是水损
机载火焰抑制器能够有效抑制火焰传播和爆炸,为乘客和机组人员疏散提供安全保障时间,目前已广泛应用于各类飞机燃油箱通气系统之中。本文以符合适航标准的机载火焰抑制器设计
珠江三角洲地区软土分布广,具有变形大,沉降稳定所需时间长,侧向形变大等特点。在此种不良地基上进行高速公路建设时,虽采取了相应的处治措施,但运营一段时间后经常出现桥头
Z-pin增强技术通过在未固化层合结构中植入适量体积分数的Z-pin(0.5%~4.0%)来提高复合材料的层间断裂韧性。该技术对复合材料面内性能影响较小且能大幅度提高复合材料的层间