纤维含量对黄麻纤维增强树脂基复合材料力学与热性能的影响

摘要：

为研发低碳、节能、性能优异的麻纤维增强树脂绿色复合材料并扩展其应用领域,本文采用团队发明的氨基硅油乳液对黄麻纤维(JF)进行表面改性,运用开炼-注塑成型复合工艺研制了纤维含量为10wt％～25wt％的改性黄麻纤维增强聚丙烯(JF/PP)新型复合材料,系统全面地研究了改性麻纤维含量对JF/PP复合材料力学性能、结晶行为、耐热性能(热变形温度)及热尺寸稳定性(线膨胀系数)的影响规律及相关作用机制,并采用接触角测试分析与SEM技术分析了复合材料界面相容性与结合状态.结果表明:氨基硅油乳液改性JF,增强了JF与PP基体的界面结合力.随着纤维含量的增加,JF/PP复合材料的拉伸和弯曲强度逐渐增加,而冲击强度则有所降低.DSC、热变形温度和线膨胀系数测试分析表明,添加改性JF能够促进PP异相成核,并限制PP分子链的运动能力,从而提高JF/PP复合材料的耐热性能,且随着纤维含量增加,耐热性能呈不断上升趋势.当改性JF含量为25wt％时,JF/PP复合材料的热变形温度为142.5℃,较纯PP提高了53.5％.同时,复合材料平均线膨胀系数随纤维含量增加而明显降低,表明复合材料的热尺寸稳定性显著提高.相比纯PP,含量为25wt％时的复合材料的平均线膨胀系数在平行流道方向下降了73.2％,垂直流道方向则下降了14.4％,存在各向异性.纤维含量为15wt％和20wt％时,改性JF/PP综合力学和热性能相对更优.

关键词：麻纤维、纤维含量、复合材料、力学性能、结晶行为、界面、热变形温度、线膨胀系数

所属期刊栏目：40

分类号：TQ327.9

资助基金：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验自主研究课题72175004

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2038-2048