利用FRP廢棄物與秸稈纖維制備木塑復(fù)合材料的工藝及性能研究

【摘要】：玉米秸稈為山東地區(qū)常見的農(nóng)業(yè)廢棄物,大部分玉米秸稈被堆棄和焚燒處理,不僅浪費了耕地,而且浪費了大量的天然纖維。論文利用玉米秸稈制備玉米秸稈纖維,采用堿處理工藝對玉米秸稈纖維進行表面處理,然后再采用鈦酸酯偶聯(lián)劑進行復(fù)合改性,通過混煉、模壓成型制備了玉米秸稈纖維/PVC復(fù)合材料。論文還針對玻璃纖維增強塑料(簡稱FRP)廢棄物回收利用難的問題,選擇FRP廢棄物為回收利用對象,將其研磨并篩分至不同粒度范圍,制備FRP廢渣/秸稈纖維/PVC復(fù)合材料,研究FRP廢渣對木塑復(fù)合材料(簡稱WPC)結(jié)構(gòu)和性能的影響。利用金相顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、紅外光譜分析儀(FTIR)、X射線熒光光譜儀(XRF)、同步熱分析儀(TG/DSC)等測試儀器,分析玉米秸稈纖維和FRP廢渣的微觀形貌、表面基團、物相組成、耐熱性能等基本性能。玉米秸稈纖維的SEM分析顯示,堿處理后玉米秸稈纖維的表面粗糙度增加,有纖維絲從大束纖維上剝離的現(xiàn)象。堿處理秸稈纖維加入量為50 phr時,WPC的彎曲強度最高,為77.15 MPa,維卡軟化溫度為95.9℃。秸稈纖維加入量為45 phr時,WPC的拉伸強度最高,為27.06 MPa。用轉(zhuǎn)矩流變儀測試了不同秸稈纖維加入量時WPC轉(zhuǎn)矩流變參數(shù)的變化,對比秸稈纖維加入量為30phr和40phr制備的WPC,秸稈纖維加入量提高,WPC物料的塑化時間、最大扭矩提高,表明WPC的加工性能變差。堿處理-鈦酸酯偶聯(lián)劑復(fù)合改性玉米秸稈纖維的FTIR分析表明,鈦酸酯偶聯(lián)劑與玉米秸稈纖維表面基團發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。對比只加入堿處理秸稈纖維的WPC,當(dāng)鈦酸酯偶聯(lián)劑的加入量為1.5 phr時,WPC的彎曲強度提高了13.3%、拉伸強度提高了2.8%、沖擊強度提高了34%。WPC的沖擊斷面SEM分析顯示,鈦酸酯偶聯(lián)劑改善了秸稈纖維和基體的界面結(jié)合。不同粒度的FRP廢渣的燒失量實驗結(jié)果表明,FRP廢渣粒度越小其燒失量越大,即廢渣中玻璃纖維的含量越少。FRP廢渣的熱重分析表明,在PVC復(fù)合材料加工溫度范圍內(nèi),FRP廢渣無明顯的熱分解。隨著FRP廢渣加入量增加,WPC的拉伸強度和彎曲強度先增加后減小。當(dāng)FRP廢渣加入量為15 phr時,WPC的彎曲強度和拉伸強度最高,相比未加入FRP廢渣的WPC,彎曲強度和拉伸強度分別提高了10.9%和12.1%,同時,WPC的吸水率最低。加入FRP廢渣還提高了WPC的維卡軟化溫度。WPC的沖擊斷面SEM分析顯示,FRP廢渣加入量超過15 phr時,玻璃纖維在基體中的分散性變差,且基體對廢渣中玻璃纖維的相容性變差。利用熱重分析和差式掃描量熱分析(TG/DSC)研究了FRP添加量和粒徑對WPC熱穩(wěn)定性能的影響,FRP廢渣提高了WPC的熱穩(wěn)定性。利用轉(zhuǎn)矩流變儀測試了不同配方的FRP廢渣/秸稈纖維/PVC復(fù)合材料的轉(zhuǎn)矩流變參數(shù)的變化,研究加入FRP廢渣對WPC加工性能的影響。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈纖維 PVC復(fù)合材料 堿處理 鈦酸酯偶聯(lián)劑 FRP廢渣 增強
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 WPC的國內(nèi)外發(fā)展概況13-16
• 1.2.1 WPC在國外的發(fā)展13-15
• 1.2.2 WPC在國內(nèi)的發(fā)展15-16
• 1.3 WPC的生產(chǎn)工藝16-17
• 1.4 WPC中植物纖維的概述17-20
• 1.4.1 木纖維19
• 1.4.2 秸稈纖維19-20
• 1.5 木塑復(fù)合材料研究中的關(guān)鍵問題20
• 1.6 木質(zhì)纖維的表面改性20-22
• 1.6.1 物理方法20-21
• 1.6.2 化學(xué)方法21-22
• 1.7 FRP廢棄物的回收再利用現(xiàn)狀22-23
• 1.8 論文的提出及可行性分析23-24
• 1.9 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點24-26
• 第二章 實驗部分26-34
• 2.1 實驗原料26
• 2.2 實驗主要設(shè)備26-27
• 2.3 實驗工藝與流程27-28
• 2.4 實驗內(nèi)容28-30
• 2.4.1 木纖維及秸稈纖維的制備28-29
• 2.4.2 FRP廢渣的制備29-30
• 2.5 測試與分析30-34
• 2.5.1 力學(xué)性能測試30-31
• 2.5.2 紅外光譜分析31-32
• 2.5.3 掃描電鏡32
• 2.5.4 金相顯微鏡32
• 2.5.5 同步熱分析測試32
• 2.5.6 維卡軟化溫度32
• 2.5.7 吸水率測試32-33
• 2.5.8 轉(zhuǎn)矩流變性能測試33-34
• 第三章 秸稈纖維的表面改性與表征34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 玉米秸稈纖維的表面改性工藝34-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-38
• 3.3.1 堿處理對玉米秸稈纖維的微觀結(jié)構(gòu)的影響35-36
• 3.3.2 堿處理對玉米秸稈纖維紅外光譜的影響36
• 3.3.3 堿處理對玉米秸稈纖維耐熱性的影響36-37
• 3.3.4 鈦酸酯偶聯(lián)劑改性對秸稈纖維紅外光譜的影響37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 改性秸稈纖維/PVC復(fù)合材料的性能研究40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 結(jié)果與討論40-50
• 4.2.1 秸稈纖維加入量對WPC性能的影響40-45
• 4.2.1.1 秸稈纖維加入量對WPC力學(xué)性能的影響40-42
• 4.2.1.2 秸稈纖維加入量對WPC吸水率的影響42
• 4.2.1.3 秸稈纖維加入量對WPC維卡軟化溫度的影響42-43
• 4.2.1.4 秸稈纖維加入量對WPC流變性能的影響43-44
• 4.2.1.5 秸稈纖維加入量對WPC微觀結(jié)構(gòu)的影響44-45
• 4.2.2 鈦酸酯偶聯(lián)劑對WPC性能的影響45-47
• 4.2.2.1 鈦酸酯偶聯(lián)劑用量對WPC力學(xué)性能的影響45-46
• 4.2.2.2 鈦酸酯偶聯(lián)劑對WPC微觀結(jié)構(gòu)的影響46-47
• 4.2.3 玉米秸稈纖維/木纖維/PVC復(fù)合材料的性能47-50
• 4.2.3.1 木纖維添加量對WPC力學(xué)性能的影響48
• 4.2.3.2 玉米秸稈纖維、木纖維復(fù)配對WPC力學(xué)性能的影響48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第五章 FRP廢渣/秸稈纖維/PVC復(fù)合材料的性能研究52-68
• 5.1 引言52
• 5.2 結(jié)果與討論52-65
• 5.2.1 FRP廢渣的基本性質(zhì)52-56
• 5.2.1.1 FRP廢渣的微觀形貌52-53
• 5.2.1.2 FRP廢渣的組成53-54
• 5.2.1.3 FRP廢渣的TG/DSC分析54-55
• 5.2.1.4 FRP廢渣的紅外光譜分析55-56
• 5.2.2 FRP廢渣對WPC性能的影響56-65
• 5.2.2.1 FRP廢渣的加入量對WPC力學(xué)性能的影響56-57
• 5.2.2.2 FRP廢渣的加入量對WPC吸水率的影響57-58
• 5.2.2.3 FRP廢渣的加入量對WPC微觀結(jié)構(gòu)的影響58-60
• 5.2.2.4 FRP廢渣對WPC熱性能的影響60-61
• 5.2.2.5 FRP廢渣對WPC維卡軟化溫度的影響61-62
• 5.2.2.6 FRP廢渣對WPC加工性能影響62-63
• 5.2.2.7 FRP廢渣的粒度對WPC力學(xué)性能的影響63-64
• 5.2.2.8 FRP廢渣的粒度對WPC吸水率的影響64
• 5.2.2.9 FRP廢渣的粒度對WPC熱性能的影響64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 參考文獻70-78
• 致謝78-80
• 附錄80-81

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

玄武巖纖維增強木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能    關(guān)蘇軍;萬春風(fēng);汪麗娜;徐英蓮;陳錦祥;

淺談木塑復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝    黃淑芹;閆承琳;李光哲;

小麥秸稈木質(zhì)纖維素預(yù)處理技術(shù)研究    黃玉龍;龐中存;崔治家;陳小風(fēng);

γ射線輻照玉米秸稈預(yù)處理對酶解產(chǎn)糖的影響    唐洪濤;哈益明;王鋒;

發(fā)泡廢紙板纖維/LDPE復(fù)合材料的加工流變性及泡孔形態(tài)    曾廣勝;林瑞珍;徐成;鄭良杰;

改性木塑復(fù)合托盤的壓塑成型    張紅英;

平板熱壓法生產(chǎn)木塑復(fù)合板吸水厚度膨脹率的研究    龍慈明;李兆良;韋淇峰;黃精明;全霞芳;

硅烷偶聯(lián)劑處理玄武巖纖維增強木塑復(fù)合材料    王偉宏;盧國軍;

麥秸稈粉/PP木塑復(fù)合材料紫外線加速老化性能    侯人鸞;何春霞;薛嬌;于旻;竇川川;

長玄武巖纖維增強IPC復(fù)合材料的研究    譚哲興;譚洪生;劉素娟;李麗平;劉雪靜;

水熱處理對可逆熱致變色竹粉/塑料復(fù)合材料性能的影響    吳秋寧;楊文斌;余方兵;陳麗紅;

碳纖維增強PE-UHMW/木粉復(fù)合材料的力學(xué)性能    游志培;康美云;李大綱;鄧巧云;

分散染料對乙基化木粉/聚苯乙烯復(fù)合材料染色的影響    湯靜芳;萬曉巧;趙瑩;王賽;王郝為;劉小玲;

園林廢棄物堆肥化處理及其產(chǎn)品的應(yīng)用研究    田赟

纖維混凝土夾心秸稈壓縮塊砌塊墻的研究與開發(fā)    劉永

混凝土夾心秸稈塊砌塊干燥工藝與力學(xué)性能研究    馬飛

~（60）Co_γ輻照降解玉米秸稈纖維質(zhì)及其機理研究    易錦瓊

微波—蒸汽爆破聯(lián)合預(yù)處理玉米秸稈的研究    于勝栓

不同脫膠處理下鳳眼蓮纖維素黃原酸鹽結(jié)構(gòu)與性能研究    鄧麗

輻照預(yù)處理對玉米秸稈酶解產(chǎn)糖率的影響    唐洪濤

高效PVC木塑擠出成型工藝及專用單螺桿擠出機研究    劉輝

竹粉增強HDPE復(fù)合材料流變性能研究    陳恩惠

凍融—酶法相結(jié)合的生物質(zhì)預(yù)處理研究    于猛

除去蛋白質(zhì)后生物質(zhì)乙醇發(fā)酵工藝研究    陳慧

長玻璃纖維增強熱塑性復(fù)合材料研究    李華;陶杰武;

木塑復(fù)合材料的研究及應(yīng)用    方明鋒;黃華;

木粉/HDPE復(fù)合材料的力學(xué)性能與流動性能    朱曉群,周亨近,魏浩,鄭裕堃,張志龍

玄武巖纖維及其復(fù)合材料基本力學(xué)性能實驗研究    黃根來;孫志杰;王明超;張佐光;

玻璃纖維增強熱塑性塑料——短纖維粒料和長纖維粒料    曾天卷;

短切玻璃纖維增強硬質(zhì)聚氨酯的彈性模量    許俊強;全學(xué)軍;高偉斌;高煥方;吳永;

木/塑復(fù)合材料及其增強機理的研究    楊慶賢

復(fù)合材料用玄武巖纖維耐酸堿性實驗研究    霍文靜;張佐光;王明超;李敏;孫志杰;

木／塑復(fù)合材料的生產(chǎn)配方與工藝研究    楊慶賢

界面相容劑對PE-HD/木粉復(fù)合材料力學(xué)性能的影響    姜洪麗,李斌

木塑復(fù)合材料界面特性及其影響因子的研究    王正

玻璃纖維/木粉/聚丙烯三相復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能研究    秦志國

木塑復(fù)合材料    鄭咸雅

新型綠色環(huán)保木塑復(fù)合材料在漢研制成功    鄭書柏

一種新型“代木”材料——木塑復(fù)合材料    李金根

新型綠色環(huán)保木塑復(fù)合材料研制成功    鄭書柏

新型綠色環(huán)保木塑復(fù)合材料研制成功    鄭書柏

木塑復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景    薛平,丁筠

基于電子束輔助固化的木塑復(fù)合材料的研究    唐輝,徐興偉

木塑復(fù)合材料的一步法成型技術(shù)與裝備研究    劉瑞庭,江波,許澍華,張金斌

木塑復(fù)合材料的開發(fā)    薛平,丁筠

木塑復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    林銘,謝擁群,饒久平,楊慶賢,曾欽志,廖益強

木塑復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展    秦特夫;

一種新型材料—木塑復(fù)合材料    蔡紅珍;彭思來;柏雪源;

綠色環(huán)保木塑復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用前景    段潔利;蔣恩臣;

新型環(huán)保型木塑復(fù)合材料    

秸稈木塑復(fù)合材料的制備及性能研究    劉超棟;石光;吳素萍;林少全;

木塑復(fù)合材料流變行為的研究    周持興;王鵬;鄭泓;俞煒;

甘蔗渣木塑復(fù)合材料    

科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力之創(chuàng)新產(chǎn)品——木塑復(fù)合材料    劉嘉;

木塑復(fù)合材料力學(xué)性能的無損檢測    胡英成;

木塑復(fù)合材料性能研究的關(guān)鍵問題    鐘鑫;薛平;丁筠;

世界木塑復(fù)合材料發(fā)展勢頭強勁    唐偉家

木塑復(fù)合材料順應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟    趙引德 寧學(xué)敏

木塑復(fù)合材料：用途廣泛的新型環(huán)保材料    文君

木塑復(fù)合材料：用途廣泛的新型環(huán)保產(chǎn)品    劉國信

木塑復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用    王慶

木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊    中國資源綜合利用協(xié)會木塑/復(fù)合材料專業(yè)委員會副主任 劉嘉

北京國際木塑復(fù)合材料高層論壇吸引國際目光    曉剛

木塑復(fù)合材料發(fā)展中的問題與任務(wù)    中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所研究員、國家木塑領(lǐng)域首席專家 秦特夫

我省牽頭修訂木塑復(fù)合材料國標(biāo)    記者 王屹立

我國木塑復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀    中國資源綜合利用協(xié)會木塑復(fù)合材料專委會秘書長 劉嘉

聚乙烯木塑復(fù)合材料性能影響因子與界面特性研究    李東方

基于殼聚糖改性楊木粉/HDPE復(fù)合材料制備與性能研究    巫國富

木塑復(fù)合材料界面特性及其影響因子的研究    王正

芯—表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料機械性能與熱膨脹性能的研究    黃潤州

腰果酚縮水甘油醚共聚物的合成及其對木塑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響    岑蘭

木塑材料快速成形件性能及其關(guān)鍵技術(shù)的研究    辛宗生

木塑復(fù)合材料表面抗菌研究    楊萬麗

新型PVDF基木塑復(fù)合材料體系界面行為及物性研究    周箭

植物纖維/ABS木塑復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究    馬麗

離子聚合物、納米纖維素增強木塑復(fù)合材料的研究    李晶晶

木塑復(fù)合材料的技術(shù)和經(jīng)濟（印度）分析    Shrinidhi Takle（徐力）

基于概率有限元的木塑復(fù)合材料可靠性研究    顏軍

木塑復(fù)合材料膠接接頭的無損檢測    賀楣

碳纖維增強木纖維/聚乙烯復(fù)合材料的制備及性能研究    杜鳳

納米氧化鋅對木塑復(fù)合材料抗紫外老化性能的影響    李肖肖

回收紙塑鋁復(fù)合包裝材料制備新型木塑復(fù)合材料的研究    梁聰立

玻璃纖維增強木塑復(fù)合材料的研究    陸飛

回收纖維增強木塑復(fù)合材料的制備和性能研究    王志鋼

利用FRP廢棄物與秸稈纖維制備木塑復(fù)合材料的工藝及性能研究    吳建軍

木塑復(fù)合材料熱解動力學(xué)研究    宿磊