《纤维增强聚氯乙烯复合材料的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纤维增强聚氯乙烯复合材料的研究（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、捅要本文在查阅了大量国内外有关聚氯乙烯( P V C ) 改性的文献资料的基础上，采用两种纤维对P V C 进行了改性研究，用木纤维改性P V C 制备轻质低成本的P V C 材料，用辉绿岩代替玻璃纤维拟解决玻璃纤维增强P V C 制品难加工的问题。本文对木纤维进行了改性处理，研究了木纤维P V C 复合材料的形态结构与力学性能，结果表明：硅烷偶联剂和大分子偶联剂混合使用能改善木纤维与P V C 的界面粘接，经过偶联剂处理的木纤维P V C 复合材料的力学性能较未处理木纤维P V C 材料高，虽然木纤维P V C 复合材料不能作为结构材料使用，但可作轻质低成本的木塑材料使用。本文首次对高强度、
2、高刚度、低成本的辉绿岩纤维增强P V C 复合材料进行了研究。论文首先对辉绿岩纤维进行了表面改性，然后将改性后的辉绿岩纤维与P V C 混炼、压片制备了辉绿岩纤维P V C 复合材料。用转矩流变仪、万能力学试验机、红外光谱( I R ) 、扫描电镜( S E M ) 、动态力学分析( D M A )和差热分析( D S C ) 重点研究了辉绿岩纤维P V C 复合材料的加工性能、力学性能和微观结构。研究结果表明：尽管辉绿岩纤维P V C 复合体系的加工性能随辉绿岩纤维含量的增加而下降，但当辉绿岩纤维含量小于3 0 份时，辉绿岩纤维P V C 体系的平衡转矩小于5 0 N m ，说明当辉绿岩纤维
3、含量小于3 0 份时能够采用传统加工方法进行加工。I R 谱图证示硅烷偶联剂与大分子偶联剂与辉绿岩纤维发生了化学结合；S E M 照片证示采用硅烷偶联剂与大分子偶联剂混合处理的纤维在复合材料中分布均匀，与树脂结合较好；D M A分析证示辉绿岩纤维P V C 复合材料的模量较纯P V C 显著提高；D S C 分析证示辉绿岩纤维P V C 的耐热性较纯P V C 提高。复合材料的力学性能随着辉绿岩的增加先升后降，复合材料拉伸强度最高可达5 6 5 M P a ，复合材料冲击强度最高可达7 0 1 M P a ，说明辉绿岩纤维增强P V C 复合材料作结构材料使用。这些研究结果对P V C 的工程
4、化具有重要意义。关键词：P V C ，辉绿岩纤维，复合材料，工程化A b s t r a c tO nt h eb a s i so fs u r v e y i n go ft h er e l a t i v el i t e r a t u r ea b o u tt h em o d i f i c a t i o no fP V C ，t W Ok i n d so ff i b e r sw e r eu s e dt oi m p r o v eP V C ，t h el i g h t ，l o wc o s t w o o df i b e r P V Cc o m p o
5、s i t e sw e r em a d e U s i n gd i a b a s ef i b e ri n s t e a do fg l a s sf i b e rr e i n f o r c eP V Ci no r d e rt or e s o l v et h ed i f f i c u l tp r o c e s sp r o b l e m t h ew o o df i b e rw a st r e a t e d , t h ec o n f i g u r a t i o na n dt h em e c h a n i c a lp r o p e r
6、 t i e so f t h ew o o df i b e r P V Cc o m p o s i t ew e r es t u d i e d R e s u l t ss h o wt h a tT h es i l a n ea n dm a c r o m o l e c u l ec o u p l i n ga g e n tc o u l dr e f o r mt h ei n t e r f a c eo ft h ew o o df i b e ra n dP V C t h em e c h a n i c a lp r o p e r c i e so ft h
7、 et r e a t e dw o o df i b e r P V Cc o m p o s i t ec o m p a r e dw i t ht h eu n t r e a t e dw o o df i b e r P V Cc o m p o s i t ei m p r o v e d T h ew o o df i b e r P V Cc o m p o s i t ec o u l dn o tb er e g a r d e da ss t r u c t u r em a t e r i a l s ，b u ti ti sas o r to fl i g h t
8、，l o wc o s tw o o d p l a s t i cm a t e r i a l I nt h ep a p e r , t h ed i a b a s ef i b e rw a sa l s os e l e c t e dt or e i n f o r c eP V Cf o rt h ef i r s tt i m e ，w h i c hh a sh i g Ii n t e n s i t y , h i g hr i g i d i t ya n d l o wc o s t t h ed i a b a s ef i b e rw a st r e a t
9、 e df u s t l y , t h e nd u r i n gm i x i n g ，m e l t i n g ，p r e s s i n gp r o c e d u r e ，t h ed i a b a s e P V Cc o m p o s i t ew e r ep r e p a r e d T h es t r u c t u r ea n dp r o p e r t i e so fp r o c e s sa n dm e c h a n i c sw e r ea n a l y z e db yt o r q u er h e o m e t e r
10、,o m n i p o t e n c em e c h a n i c st e s t e r , I R ，S E M ，D M A ，D S C R e s u l t ss h o wt h a tt h ep r o p e r t i e so fp r o c e s sd r o p e da l o n gw i t ht h ef i l l i n go ft h ed i a b a s ef i b e r , b u tt h eb a l a n c et o r q u ew a sl e s st h a n5 0 N mw h e nt h ec o n
11、 t e n to f t h ed i a b a s ef i b e rw a sl e s st h a n3 0 p h r , t h ed i a b a s ef i b e r P V Cc o m p o s i t ec o u l db ep r o c e s s e db yt r a d i t i o n a lt e c h n i c s ，I Rs h o w e dt h ec h e m i cr e a c t i o nt a k ep l a c eb e t w e e nt h ec o u p l i n ga g e n t sa n d
12、t h ef i b e r S E Mi l l u m i n a t e dt h ei n t e r f a c i a la d h e s i o ns t a t u sa n dt h ed i s t r i b u t i n go f t h ef i b e r sc h a n g e db e R e r D M Ai l l u m i n a t e dt h em o d u l u so f t h ed i a b a s en b B 泖V Cc o m p o s i t ei m p r o v e dc o n s u m e d l yc o
13、m p a r ew i t hP V C D S Cs h o w e dt h eh e a tr e s i s t a n c ei m p r o v e dw i t ht h ea d d i t i o no fd i a b a s ef i b e r W i t ht h ef i l l i n go fd i a b a s e ，t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h ec o m p o s i t ei n c r e a s e df i r s ta n dt h e nd e c r e a s
14、e dw i t hat o pt e n s i l es t r e n g t ho f5 6 5 M p aa n dat o pi m p a c ts t r e n g t ho f7 0 1 M p a 。T h e s ei l l u m i n a t e dt h a tt h ed i a b a s ef i b e rr e i n f o r c e dP V Cc o m p o s i t e sc o u l db eu s e da ss t r u c t u r em a t e r i a l s A l lo ft h er e s u l t
15、sh a v ea ni m p o r t a n ts i g n i f i c a n c et ot h ee n g i n e e r i n go f P V C K e y w o r d s ：P V C ，d i a b a s ef i b e r ，c o m p o s i t e s ，e n g i n e e r i n g武汉理工大学硕士学位论文第一章绪论1 1 聚氯乙烯改性的目的聚氯乙烯( P V C ) 是五大通用合成树脂中产需仅次于P E 的二大类热塑性树脂，占世界合成树脂总消费量的2 9 。P V C 塑料制品是重要的塑料品种之一，在我国各种P V
16、C 塑料材料已制品的产量已达1 0 0 多万吨，占全国塑料材料及制品总产量的六分之一以上l ，广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力、电讯和包装等行业。随着现代科技发展及高分子材料应用领域的逐步拓展，对高分子材料的性能提出了越来越高的要求。由于经济、技术、原料供应、三废处理等诸多原因，由一全新单体聚合而获得综合性能优越的高分子材料，已经越来越困难了。通过对现有的高分子材料的改性，实现工程化、功能化和精细专业化，只需要解决一些工程技术问蹶，比开发一个全新材料所花费的代价要小得多。虽然P V C 具有具有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价格低廉、原材料来源广泛的优点，但是P V C 也存在一些性能上的缺陷和不足1 4 0 J 。主要表现为：( 1 ) P V C 热稳定性、耐热性较差P V C 的熔融温度约为2 1 0 ，但在1 0 0 就开始分解放出氯化氢，当温度高于1 5 0 “ C 时分解更加迅速，因此加工时必须加入热稳定荆。热稳定剂的加入虽能抑制P V C 的降解，但加
