秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料界面改性研究新进展.docx

秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料界面改性研究新进展
摘要
随着环保意识与技术的不断升级，绿色复合材料得到了广泛的关注。本文综述了秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料在界面改性方面的研究新进展。针对传统界面改性的缺点，如不易实现持久性界面改性和对环境友好度差等问题，提出了应用可再生添加剂，如生物基材料、无机材料等进行界面改性的方法。同时，研究了界面微结构和物理力学性能的关系，并探讨了其在汽车、建筑、包装等领域的应用。
关键词：秸秆纤维；热塑性树脂；界面改性；绿色复合材料
Abstract
Withtheupgradingofenvironmentalawarenessandtechnology,greencompositematerialshaveattractedwidespreadattention.Inthispaper,wereviewtheresearchprogressofinterfacemodificationofstrawfiberreinforcedthermoplasticresinbasedcomposites.Inviewoftheshortcomingsoftraditionalinterfacemodification,suchasthedifficultyofachievingpersistentinterfacemodificationandpoorenvironmentalfriendliness,themethodofusingrenewableadditives,suchasbio-basedmaterialsandinorganicmaterials,forinterfacemodificationisproposed.Atthesametime,therelationshipbetweeninterfacemicrostructureandphysicalandmechanicalpropertiesisstudied,anditsapplicationsinthefieldsofautomobile,construction,packaging,etc.areexplored.
Keywords:strawfiber;thermoplasticresin;interfacemodification;greencompositematerials
引言
秸秆是农业生产的副产物，其含有丰富的纤维素和半纤维素等成分，具有良好的增强作用。相对于传统的玻璃纤维增强材料，秸秆增强复合材料具有低比重、低成本、可再生等优点，因此得到了广泛的研究与应用。在秸秆增强复合材料中，界面是复合材料中一个非常关键的因素，其决定了复合材料的力学性能及表面质量。传统界面改性方法主要是通过添加聚合物改性剂或进行表面处理等方式，在界面处形成化学键或物理键来增强界面的黏附强度。然而，这种方法虽然有良好的改性效果，但由于存在一定的环境污染，不易实现持久性改性等缺点，因此需要进一步的改进。近年来，应用可再生添加剂进行界面改性的方法成为绿色复合材料发展的研究热点之一。本文将综述秸秆纤维增强热塑性树脂基复合材料在界面改性方面的研究新进展，为其在汽车、建筑、包装等领域的应用提供支持。
一、生物基材料在界面改性中的应用
生物基材料是指以天然的或化学合成的生物物质为主要原料生产的材料。与传统界面改性剂相比，生物基材料具有可再生、低碳、环保等特点，近年来在界面改性研究中得到了广泛的应用。
1.淀粉
淀粉是一种天然的生物基材料，其在复合材料中可以作为填料或基质使用，也可以通过改性处理后用于界面改性。研究表明，利用淀粉与聚乳酸等生物材料进行复合可以显著提高复合材料的界面黏附强度。此外，在烷基化、磷酸化等处理后，淀粉的可溶性和降解性能均得到了明显的改善，具有广阔的应用前景。
2.纳米纤维素
纳米纤维素是一种以木质纤维素为原料制备的纳米级纤维素材料。研究表明，将纳米纤维素添加到聚乳酸中可显著提高其力学性能和热稳定性，同时增强其与秸秆纤维之间的界面黏附强度。
3.壳聚糖
壳聚糖是一种在海洋生物体内广泛存在的多糖，具有生物相容性和生物可降解性等特点。研究表明，壳聚糖可以通过亲水性、阳离子性等改性方式，提高其在复合材料中的增强作用和界面黏附强度。
二、无机材料在界面改性中的应用
无机材料界面改性主要是通过在界面处添加无机纳米材料来增强黏附强度。无机材料不仅可以提高复合材料的力学性能，还可以改善其耐热性、耐腐蚀性等方面的特点。
1.纳米硅烷
纳米硅烷是一种常见的无机纳米材料，具有高的表面积和低的界面能，可以显著提高复合材料的界面黏附强度。研究表明，将纳米硅烷与聚丙烯腈、聚丙烯等基料进行复合可以显著提高复合材料的力学性能和耐候性能。
2.硅酸盐
硅酸盐是一种