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木塑复合材料(WPC)是一种广泛应用于建筑、室内装潢、汽车等领域的新型环保材料。但由于木塑复合材料强度较低、韧性差、易蠕变等缺点,限制了其在工程结构材料领域的应用。提高木塑复合材料的综合力学性能对扩展其应用领域具有极其重要的意义。本论文采用共挤出成型的方法制备连续芳纶纤维增强木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料,通过对复合材料的力学性能、蠕变行为及尺寸稳定性等进行表征,研究连续芳纶纤维添加量和表面改性对复合材料性能的影响。(1)使用共挤出成型法制备连续芳纶纤维(CAF)增强WF/HDPE复合材料,探究CAF添加量对WF/HDPE复合材料性能的影响规律。结果表明:随着纤维添加量的提高,复合材料的力学性能逐渐提高;在本实验范围内,添加3根芳纶纤维束时,复合材料力学强度达到最高,拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别提高162.20%、62.38%及188.78%。添加CAF后,复合材料的变形速率减慢,蠕变变形及卸载后的残余应变均显著降低。但随着CAF增加,复合材料的吸水率和厚度膨胀率增大。(2)分别使用NaOH、H3P04、KH550三种改性方法处理CAF。XPS分析结果表明,采用NaOH、H3P04改性芳纶纤维后,芳纶纤维表面O元素含量、O/C值和C-N/C-O含量增加,C元素含量及-C=O的含量降低,表明羧基、氨基等活性基团引入纤维表面。纤维经KH550改性后,Si元素含量、O/C值及N/C值增加,出现Si-N及Si-O峰,表明KH550引入纤维表面。经过上述三种方法改性后,芳纶纤维表面出现沟槽或凸起,增加了芳纶纤维的表面粗糙度;三种改性处理仅发生在CAF表面,不影响纤维结晶结构,但CAF的拉伸强度有一定降低,其中H3P04改性后的CAF拉伸强度最小。(3)CAF经过NaOH、H3P04、KH550改性后,对WF/HDPE复合材料的增强效果明显提高。KH550改性效果最佳,与未改性相比复合材料拉伸强度提高9.8%,冲击强度提高12.7%,界面剪切强度提高25.35%。CAF经过改性后,复合材料的蠕变变形显著降低;KH550处理效果最佳,对比改性前,短期弯曲蠕变在30℃的蠕变应变下降8.0%,60℃下变化不明显;短期扭转蠕变在30、60℃的蠕变应变下降10.5%、20.0%。CAF经酸碱改性后,复合材料的吸水率及厚度膨胀率减小;经KH550改性,复合材料吸水率及厚度膨胀率略有增大;经过沸水煮2 h后,CAF改性后比改性前增强的复合材料,拉伸强度降幅减小。(4)使用多巴胺、多巴胺-KH550协同改性CAF。XPS分析结果表明,采用多巴胺改性,纤维O/C值增加,出现C-O峰,且-C=O的含量降低,说明多巴胺包覆在纤维表面;与KH550改性相比,采用多巴胺-KH550协同改性,纤维表面Si元素含量、O/C值、N/C值、Si-0键含量进一步增加,表明经协同改性后纤维表面包覆更多的KH550。经过多巴胺-KH550改性后,纤维表面出现沟槽和凸起,纤维的表面粗糙度增加;改性仅发生在CAF表面,不影响纤维结晶,CAF拉伸强度基本不变。(5)对比未改性的CAF,CAF经过多巴胺-KH550改性后,复合材料拉伸强度提高16.3%,冲击强度提高18.0%,界面剪切强度提高35.2%;短期弯曲蠕变在30、60℃的蠕变应变下降20.0%、13.0%;短期扭转蠕变在30、60℃的蠕变应变下降18.4%、25.0%;吸水率基本不变,厚度膨胀率减小;经过沸水煮2 h后,CAF改性后比改性前增强的复合材料,拉伸强度降幅减小。