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木粉增强聚丙烯复合材料制备及性能研究
木粉增强聚丙烯复合材料制备及性能研究
摘要：随着环保意识的提高，天然纤维材料在聚合物复合材料领域得到广泛应用。本研究以木粉作为填料，聚丙烯作为基体，通过热压成型技术制备了木粉增强聚丙烯复合材料，并对其力学性能、热性能和水分吸收性能进行了详细研究。结果表明，木粉的添加可以有效地提高复合材料的力学性能和热性能，并减少其水分吸收性能。
关键词：木粉；聚丙烯；复合材料；力学性能；热性能；水分吸收性能
1.引言
聚丙烯是一种广泛应用的合成聚合物，具有独特的物理和化学性质。然而，由于其低强度和易碎性，聚丙烯在某些领域的应用受到限制。为了提高聚丙烯的力学性能和稳定性，需要引入适当的增强材料。天然纤维材料由于其可再生性、低密度和良好的力学性能而受到广泛关注。木粉作为一种常见的天然纤维材料，在聚丙烯复合材料中具有很大的潜力。
2.实验方法
2.1材料制备
聚丙烯颗粒和木粉按一定的质量比例混合，通过热压成型技术制备复合材料试样。热压温度为180°C，保持时间为10分钟。制备的试样进行后续性能测试。
2.2性能测试
采用万能材料试验机测量复合材料的拉伸强度和弯曲强度。热性能测试采用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）测试样品的热稳定性和热分解性能。水分吸收性能通过浸泡法测试复合材料吸收水分后的质量变化。
3.结果和讨论
3.1力学性能
与纯聚丙烯相比，木粉增强聚丙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度均有显著提高。这是由于木粉的添加增加了复合材料的刚性和强度，同时木粉的纤维结构也起到了增强作用。
3.2热性能
DSC测试结果显示，木粉的添加可以提高复合材料的热稳定性，使得复合材料具有较高的热分解温度。TGA曲线显示，在高温下，木粉增强聚丙烯复合材料的热分解速率较低，表明其具有较好的耐热性能。
3.3水分吸收性能
木粉增强聚丙烯复合材料的水分吸收性能则较纯聚丙烯降低。这可以归因于木粉本身的亲水性较低，降低了复合材料的吸水性能。此外，木粉还可以作为填料填充聚丙烯的孔隙，降低复合材料的孔隙结构，从而减少了水分渗透的可能性。
4.结论
本研究通过热压成型技术制备了木粉增强聚丙烯复合材料，并对其力学性能、热性能和水分吸收性能进行了研究。结果表明，木粉的添加可以显著提高复合材料的力学性能和热性能，并降低其水分吸收性能。该研究对于开发高性能环保复合材料具有重要意义。
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