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竹纤维马来酸酐接枝聚丙烯聚丙烯复合材料的结构和性能研究
竹纤维马来酸酐接枝聚丙烯聚丙烯复合材料的结构和性能研究
摘要：
近年来，随着对环境保护的重视和可持续发展的需求增加，对可降解材料的研究越来越受到关注。竹纤维是一种天然的可再生资源，具有优异的机械性能和环境友好性。马来酸酐接枝聚丙烯是一种用于改性塑料的重要接枝剂。本研究以竹纤维为增强相，用马来酸酐（MAH）对聚丙烯（PP）进行接枝修饰，制备了竹纤维马来酸酐接枝聚丙烯复合材料，并对其结构和性能进行了研究。实验结果表明，竹纤维的引入显著改善了复合材料的力学性能和热稳定性能，这为竹纤维在可降解材料领域的应用提供了新的途径。
关键词：竹纤维；马来酸酐接枝聚丙烯；复合材料；力学性能；热稳定性能
1.引言
随着人们生活水平的提高和对环境保护意识的增强，对可降解材料的需求日益增加。传统的合成塑料常常在使用后难以降解，对环境造成严重污染。因此，研究开发可降解材料已成为当前的研究热点之一。竹纤维是一种天然的可再生纤维，具有优异的机械性能和环境友好性，因此被认为是一种潜力巨大的可降解材料。然而，竹纤维本身的低亲水性和与塑料基体的相容性差，制约了其在复合材料中的应用。因此，必须通过改性处理，提高竹纤维在复合材料中的结合性能。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
竹纤维：采用甘蔗拟竹作为竹纤维的原料，经机械打浆、酸洗处理和漂白处理获得纯净的竹纤维。
聚丙烯：取得聚丙烯颗粒。
马来酸酐:取得具有良好热稳定性的马来酸酐。
2.2实验方法
2.2.1竹纤维的接枝修饰
将竹纤维放置于MAH溶液中反应一定时间，使MAH接枝到竹纤维表面。然后用乙酸乙酯进行洗涤和干燥处理，得到接枝修饰的竹纤维。
2.2.2复合材料的制备
将接枝修饰的竹纤维和聚丙烯颗粒以一定的质量比混合均匀，然后通过热压成型得到复合材料。
3.结果与讨论
3.1复合材料的力学性能
通过拉伸实验和弯曲实验测试复合材料的力学性能，结果显示，在竹纤维引入后，复合材料的强度和刚度显著提高。这是因为竹纤维的引入增加了复合材料的增强相，使其成为复合材料的骨架，从而提高了力学性能。
3.2复合材料的热稳定性能
通过热重分析测试复合材料的热稳定性能，结果显示，在竹纤维引入后，复合材料的热分解温度和热失重率明显增加。这是因为竹纤维的引入增加了复合材料的结晶性，同时阻碍了热解产物的传播，从而提高了复合材料的热稳定性能。
4.结论
本研究以竹纤维为增强相，用马来酸酐对聚丙烯进行接枝修饰，制备了竹纤维马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。实验结果表明，竹纤维的引入显著改善了复合材料的力学性能和热稳定性能。这为竹纤维在可降解材料领域的应用提供了新的途径。未来的研究可以进一步优化制备工艺和探索其他改性方法，以进一步提高复合材料的性能。