剑麻纤维蒸汽爆破处理研究

采用蒸汽爆破处理技术处理剑麻纤维,分析阐述了蒸汽爆破处理过程及原理。通过化学分析方法及扫描电镜、红外光谱、X—射线衍射等现代分析手段分析蒸汽爆破处理前后剑麻纤维化学组分和形态结构的变化。结果表明,蒸汽爆破处理技术能够实现剑麻纤维各组分的有效分离,减少杂质成分,提高纤维素含量;同时,蒸汽爆破处理能改善剑麻纤维的形态结构,提高化学试剂的可及度,改善化学反应性能。

蒸汽爆破处理对剑麻纤维组分分离的影响

采用高温、高压水蒸汽瞬间爆破处理剑麻纤维。通过处理前后剑麻纤维的水溶物、碱溶物、木质素含量、纤维素含量的比较,分析研究了蒸汽爆破处理条件对剑麻纤维组分分离效果的影响。试验结果表明:爆破前预处理、处理温度(压力)、维压时间是影响组分分离的重要因素:随着处理强度的增大,纤维中木质素含量降低,纤维素含量增大;爆破前的不同试剂预浸泡处理中,质量分数为17.5％的NaOH和质量分数为0.1％的H2SO4预浸泡处理效果较优,水和质量分数为1％的NaOH浸泡处理效果较差。

蒸汽爆破处理对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的影响

采用经蒸汽爆破处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型制备SF/PF共混复合材料,研究了SF用量、SF与玻璃纤维(GF)的配比对SF/PF复合材料力学性能的影响。结果表明:当SF用量为10%～15%、SF/GF质量配比为1/1时,SF/PF复合材料的各项力学性能都有所提高,耐磨损性能提高尤为显著;POM和SEM的观察结果表明,蒸汽爆破处理后的剑麻纤维,与基体材料的结合作用得到了明显改善。

蒸汽爆破处理对酚醛/SF/GF复合材料静态及动态力学性能的影响

为研究经蒸汽爆破处理过的剑麻纤维(SF)对酚醛/SF/玻璃纤维(GF)共混复合材料的界面作用及力学性能的影响,对蒸汽爆破处理过的SF、GF和酚醛树脂(PF)进行辊炼、模压成型,制得PF/SF/GF复合材料.采用静态、动态力学分析研究了SF含量对复合材料力学性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了材料冲击断面的形态.结果表明,SF的加入对PF/SF/GF复合材料的性能有较大提高,与未加入SF相比,当m(SF)∶m(GF)=1∶1时,复合材料的冲击强度提高了25%,耐磨性能提高了66%,损耗峰向高温方向移动了约12℃.冲击断面的SEM分析说明复合材料的界面粘结作用有了明显的改善.

蒸汽爆破和微生物酶解处理对剑麻纤维结构的影响

将蒸汽爆破和微生物酶解两种方法处理的剑麻纤维与对照进行了比较,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和热性能分析等仪器对纤维微观表面结构、基团及其热稳定性进行了分析,同时对化学组分、直径、回潮率、含水率、耐碱性和抗拉强度等也进行了研究。结果表明:蒸汽爆破对剑麻纤维中的半纤维素组分影响较大,但在红外光谱中并未形成新的基团吸收;微生物酶解针对性地降低了木质素和半纤维素的含量,提高了纤维素比例;表面有明显刻蚀,有利提高纤维与树脂材料的粘结性能;剑麻纤维经两种方法处理后,热稳定性都有所提高。

PBS／剑麻复合材料制备与性能研究

利用蒸汽爆破预处理剑麻纤维(SESF)作为增强体,通过模压成型制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/SESF复合材料,研究了SESF质量分数对复合材料力学性能的影响。对比了在剑麻纤维质量分数为30%的条件下,和未经预处理的2种剑麻纤维制得的复合材料的力学性能,并通过扫描电镜(SEM)对试样进行观察分析。结果表明,随着SESF质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,在SESF质量分数为30%时达到最大值,比纯PBS的提高了15.5%;弯曲强度和弯曲模量均随剑麻纤维质量分数的增大而提高,其中弯曲强度在SESF质量分数为30%时的比纯PBS的提高了132.5%;断裂伸长率和冲击强度随着SESF质量分数的增加而降低。

蒸汽爆破预处理PLA剑/麻复合材料的性能研究

对剑麻纤维(SF)进行蒸汽爆破预处理,并与可生物降解材料聚乳酸(PLA)经模压成型制备降解复合材料,研究了混炼温度、SF含量及蒸汽爆破预处理对复合材料力学性能的影响,并通过X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分析了其作用机理。结果表明,蒸汽爆破预处理可提高SF纤维素的含量,增大纤维的比表面积,使复合材料的力学性能得到改善;SF质量分数为50%时,复合材料的综合性能最佳;且随着混炼温度的升高,纤维的分散性变好,复合材料力学性能得到提高,混炼温度为230℃时复合材料的力学性能最佳。