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PVA交联改性对天然纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响
来源:一起赢论文网     日期:2017-02-16     浏览数:688     【 字体:

 收稿日期:2016- 10 - 10;录用日期:2016- 11 - 25;网络出版时间: 网络出版地址: 基金项目:天津市科技特派员项目(16JCTPJC44900) ;国家自然科学基金  (51303131)  通讯作者:王春红,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为绿色环保功能型纤维、纺织品及纺织复合材料  Tel18802231369  E-mail:  18802231369@163.com  引用格式:王春红,林天扬,龙碧璇,等.  PVA交联改性对天然纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响[J].   复合材料学报,2017,      34(x)xxx-xxx. WANG Chunhong, LIN Tianyang,LONG Bixuan,et al.PVA crossl inking modification effect on th e properties of natural fiber reinforced polypropylene composites [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(x)xxx-xxx(in Chinese).  DOI PVA 交联改性对天然纤维增强聚丙烯 复合材料性能的影响 王春红*1,2,林天扬1,2,龙碧璇1,2,鹿超1,2 (1.天津工业大学纺织学院,天津 3003872 天津工业大学  教育部与天津市共建先进复合材料重点实验室,天津 300387) 摘   要:采用聚乙烯醇交联对洋麻(KF) 增强聚丙烯(PP) 、棕榈(PF) 增强聚丙烯(PP) 复合材料进行改性,通过模压成型工艺制备KF/PPPF/PP 复合材料。研究不同交联方法对复合材料的结构与性能的影响,采用SEMDMA 等技术研究了改性对复合材料的界面结合及力学性能影响。结果表明:PVA 协同偶联剂交联改性对天然纤维/PP 复合材料的综合改性效果最好,当用 5 %PVA+3 % 偶联剂对KF/PP 改性时,KF/PP 复合材料的弯曲强度提升25.2% ,弯曲模量提升 35.49%,剪切强度提升28% ,分别达到了50.90MPa5.76GPa5.4MPa。当用5%PVA+2%偶联剂对PF/PP 改性时,PF/PP 复合材料的弯曲强度提升31.46%,弯曲模量提升 27.07%,剪切强度提升21.75%,分别达到 44.33MPa2.32GPa5.18MPa 。改性后 KF/PPPF/PP 复合材料的含水率分别下降了46.89%10.63%,吸水率分别下降了8.57% 6.12% KF/PP 改性后储能模量提高20.93%PF/PP改性后Tg值提高了26.30%,由90.1 ℃上升到113.8℃。SEM表明:PVA 协同偶联剂交联改性有效改善了纤维与PP间的粘结,纤维与PP中的界面结合得到改善。 关键词:天然纤维;复合材料;PVA 交联;力学性能;吸水性能 中图分类号:TB332                       文献标志码:A PVA crosslinking modification effect on the properties of natural fiber reinforced polypropylene composites WANG Chunhong*1,2, LIN Tianyang1,2,LONG Bixuan1,2,LU Chao1,2 (1 School of Textile, Tianjin Polytechnic University, Tianjin, China, 300387; 2 Key Laboratory of Advanced Textile Composite Materials, Tianjin Polytechnic University, Tianjin, China, 300387) Abstract:   The composites of kenaf (KF) reinforced polypropylene(PP) and palm(PF) reinforced  Polypropylene(PP) were modified by PVA crosslinki ng. PF/PP and KF/PP composites were prepared by compression molding process.The effects of different cr osslinking methods on the structure and properties of composites were studied.SEM and DMA wa s used to describe the interfacial bonding and mechanical  properties of the composites.The results reveal that the PVA and coupling agent have the best effect on the natural fiber reinforce PP composite.When the KF/PP is modified by  5%PVA and 3% coupling agent, the flexural strength increase by 25.2%,the flexural  modulus increase by 35.49%, and the shear strength increase by 28%, which reach 50.90MPa, 5.76GPa, 5.4MPa respectively.When the PF/PP is modified by 5%PVA and 2% coupling 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161205.0012016-12-05 09:42:55http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1801.TB.20161205.0942.002.htmlagent, the flexural strength increase by 31.46%, the flexural modulus increase by 27.07%, and the shear strength increase by 21.75%,which reach 44.33MPa,2.32GPa,5.18M Pa respectively.The water content of the modified KF/PP and PF/PP composites are reduce by 46.89% and 10.63% respectively,the water absorption of the modified KF/PP and PF/PP composites are reduce by 8.57% and 6.12% respectively. After the modification of KF/PP, the storage modulus increase by 20.93%.The Tg value of the modified PF/PP composite is increase from 90.1  to  113.8℃,which increase by 26.30%.SEM reveal that the crosslinking modification of PVA and coupling agent effectively improve the adhesion between fiber and polypropylene, and the in terface bonding between the fiber and polypropylene is also improved. Keywords:  natural fiber; composite; PVA crosslinking; mechanical properties; water absorption 随着人类经济发展,人们生活水平的日益提高,人们逐渐意识到保护环境和有效利用资源对社会发展以及对自身身体健康的重要性和迫切性,人们越来越重视采用可再生生物资源来制造新材料[1-2]。目前,利用自然界中资源最为丰富的天然植物纤维,开发具有优良性能和价格便宜的复合材料的研究已引起人们的高度重视。植物纤维的价廉质轻、比强度和比刚度高等优良特性,特别是其属于可再生资源,可自然降解,是其它增强材料所无法比拟的。 麻纤维增强材料是一种环保材料,它具有密度低、可回收、良好的隔热吸音性能以及优良的能量吸收力,耐冲击,在破碎时不会产生锐利碎片等很多优点,也不像玻璃纤维那样会引起皮肤及呼吸道过敏反应,同时麻纤维增强材料的成本比增强玻璃纤维制品低5%,因此其逐渐成为一种新型工程材料,国外汽车制造业也已逐步采用麻纤维增强材料生产制造汽车部件[3]。麻类等天然纤维在汽车内饰的应用越来越受重视。洋麻和棕榈纤维是性能优良、产量较大的天然纤维,是具有各向异性天然高分子材料,主要由纤维素、半纤维素、果胶、木质素和蜡质等组成[4],具有较高程度的分子内氢键,使得纤维具有很强的极性和亲水性[5],使其与疏水的树脂基体间的相容性大大降低。因此针对洋麻、棕榈等天然纤维增强复合材料的研究主要集中于改善纤维与树脂间的界面性能。Asumani[6]等采用模压成型工艺制作洋麻/ 聚丙烯复合材料,并对洋麻进行碱处理、碱-偶联剂处理,碱–偶联剂处理显著提高了洋麻/PP 复合材料的拉伸和弯曲性能,且当纤维质量分数为30% 时,采用碱– 硅烷处理后复合材料的拉伸强度和弯曲强度仅比玻璃纤维增强复合材料的低4%11% Edeerozey[7]等研究了不同浓度的NaOH 改性对洋麻纤维性能的影响,发现碱处理显著提高了麻纤维的力学性能,6%NaOH 处理为最佳浓度。John[8]等使用玉米蛋白涂层改性洋麻纤维增强复合材料,研究结果表明改性增加了复合材料的刚度,提高了复合材料的储能模量,但是热稳定性略有下降。Mutasher[9]等对洋麻韧皮纤维增强环氧树脂复合材料的性能进行了研究。经过24wt% 碱处理处理后洋麻纤维增强复合材料具有最高的拉伸强度和弯曲强度,分别是27.72MPa56.91MPa,洋麻纤维的质量分数为40% 时复合材料的冲击强度最大,且经过碱处理后冲击强度提高了14.3% 。杨庆浩[10]等用硝酸铈铵作引发剂,将甲基丙烯酸甲酯原位接枝到剑麻纤维的表面,并使用注塑成型工艺制备剑麻纤维/ 聚丙稀复合材料,结果表明当接枝率为31.5% 时复合材料的断裂伸长率及抗拉强度分别达到了 19.3% 31.1MPa ,远远超过纯 PP的力学性能,复合材料的热稳定性也大大提高。Mahlberg[11]等通过酯化反应改善木纤维/ 聚丙稀复合材料的界面, 使用酸酐对木纤维进行酯化处理,结果发现复合材料的力学性能明显提高。Rana[12]等制备了短黄麻纤维/PP 复合材料,并使用MA-PP作为界面增容剂,研究发现纤维含量固定为60% 时,复合材料的力学性能得到很大的改善,拉伸强度、弯曲强度分别提高了120%100%,而复合材料的冲击强度提高了175%。棕榈纤维断裂强度较高,纤维较长,线密度远比剑麻纤维小,断裂伸长率较大,初始模量与菠萝叶纤维接近[13]。因此逐渐可以应用到复合材料制备中。陶强[14]等人通过对棕榈纤维进行碱+ 热复合处理,以改善纤维与树脂间的浸润性能,从而提高棕榈/ 聚丙烯复合材料的力学性能,棕榈纤维的碱处理、热处理最优工艺为:碱处理质量分数10% ,时间12h ;热处理温度110℃,处理时间 30min 。碱+ 热复合处理后,纤维增强复合材料的最大横向强度较未处理时提高了86.6% 。但是工业应用中碱处理会造成大量水污染问题,不易处理,同时偶联剂等其它处理工艺存在成本高不利于工业化推广,因此研究一种简便易操作、价格合理的改性方法对促进天然纤维增强复合材料的应用具有重要的经济和社会效益,PVA 的中文名为聚乙烯醇,由于聚乙烯醇分子中含有疏水性的分子链和亲水性的羟基,它能自发地从水相溶液中吸附到疏水性表面,其分子链上的羟基能够与草酸、硼酸、甲醛、戊二醛、马来酸酐、硼砂等多种物质交联,本文也是以此为研究方向,进行探讨。同时,PVA 燃烧后只会产生二氧化然和水的特点,对天然纤维复合材料进行改性,在提高复合材料综合性能的同时,对环境无污染。 本文以洋麻(KF) 、棕榈(PF) 为增强体,PP为基体,探讨了聚乙烯醇+ 尿素、聚乙烯醇+ 偶联剂、聚乙烯醇+ 草酸、聚乙烯醇+ 硼砂、聚乙烯醇+ 马来酸酐等不同的交联方法及不同的交联浓度对KF/PPPF/PP 复合材料力学、吸水等性能的影响。 1  实验材料及方法 1.1  实验原料 洋麻 (KF) ,马来西亚;棕榈 (PF),马来西亚;聚丙烯,长65mm ,线密度 1.11tex ,山东省德州市陵县华龙化纤有限公司;聚乙烯醇,1799H 型,醇解度为 99% ,青岛优索化学科技有限公司;3- 氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂,KH550 型,安徽硅宝翔飞有机硅新材料有限公司;尿素,分析纯,天津赢达稀贵化学试剂厂;硼砂,分析纯,天津市北辰方正试剂厂;草酸,分析纯,天津市北方天医化学试剂厂;马来酸酐,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司。 1.2  PVA 交联改性工艺 先将一定量的PVA 和水放入机械搅拌器中,PVA 的质量占交联改性溶液总质量的3%,水占改性溶液总质量的95% ,在500r/min 速度下,90℃搅拌 1h,然后分别加入尿素、偶联剂、草酸、硼砂、马来酸酐等交联剂,交联剂质量占交联改性溶液总质量的2%50 ℃恒温搅拌2h,然后将 PVA 交联溶液喷洒在开松后的混合纤维中,PVA 交联溶液质量占混合纤维质量的20% ,密封30min 时间后取出待用。 表1 为对KF进行交联改性处理的具体方案。 表1  天然纤维KF的处理方法 Table 1    Different treating methods for kenaf(KF)fibers Sample Treating method A Untreated B  3% PVA treated C  3% PVA+2% urea treated D  3% PVA+2% coupling agent treated E   3% PVA+2% borax treated  F  3% PVA+2% oxalate treated G  3% PVA+2% maleic anhydride treated 1.3  天然纤维/PP 复合材料制备 采用模压成型在高温高压下制成天然纤维/PP 复合材料,天然纤维与聚丙烯的质量比60:40。将 KF/PP 预成型件在80℃下干燥1h,去除预成型件中的水分,避免高温条件下水蒸发造成的材料缺陷;再将模具升温至80℃,预成型件预热 4min,保证模具和预成型件受热均匀;随后液压机在80℃、3MPa 时,保压 4min,再卸去压力 1min,如此循环2 次,以排除预成型件内的空气,避免残留气泡造成材料缺陷;接着调整液压机压力为5MPa,升温至 190℃,190℃时,压力调至15MPa ,并保持高温高压20min 20min 后关闭电源,保压冷却8h后取出,制成板材厚度为3mm,密度为1g/cm3,然后进行切割制备标准试样。 1.4  天然纤维/PP 复合材料的测试与表征 利用万能强力机(Instron3369 型,美国Instron 公司) 测试复合材料力学性能,天然纤维/PP 复合材料弯曲性能测试参照ASTM 790 03[15],试样尺寸为60mm×12.5mm×3mm,加载速度2mm/min ,隔距48mm ,剪切性能参考JC/T 773-10[16],试样尺寸为30mm×12.5mm×3mm,加载速度1mm/min ,隔距15mm 。 复合材料吸水性参照GBT 1462 2005[17]纤维增强塑料吸水性试验方法,试样为边长50mm ,厚 3mm的方片,试样数量 5个,浸泡24h。 采用SEM 扫描电子显微镜(SEM TM-1000 型,日本日立公司) 观察改性处理前后的天然纤维/PP 复合材料的微观形貌。 用动态热机械分析仪(DMA242E ,德国耐驰公司) 对样品进行动态力学分析,试样尺寸为60mm×10mm×3mm,升温速率为2/min ℃ ,从30℃升到120℃。 2  结果与讨论 2.1  不同交联方法对 KF/PP 力学性能影响 不同交联改性处理对KF/PP 复合材料力学性能影响如图1 所示。由图 1(a) 可知,对KF/PP 复合材料弯曲强度提升最大的是经3%PVA+2%尿素处理,提升了16.88%,其次是3%PVA+2%偶联剂,提升了16.51%,图1(b) 中弯曲模量提升最大的为3%PVA+2%偶联剂,提升了15.18%,由图1(c) 可知,剪切强度提升最大的是3%PVA+2%偶联剂,提升了31.28%,综合分析,3%PVA+2%偶联剂为最佳的改性方法,弯曲强度为47.36MPa,弯曲模量5.92GPa,剪切强度5.54MPa PVA+偶联剂提高了复合材料力学性能,可能是因为PVA 存在亲水性的羟基和疏水的分子链,单独使用PVA 改性时,根据Teramoto[18]等的研究,洋麻纤维和 PVA可以通过醛交联从而增加洋麻纤维与PVA的相容性,使洋麻纤维与PVA 结合强度得到显著提升,此外,PVA 含有疏水性的分子链,可以与疏水性聚丙烯形成良好的结合[19]。而使用硅烷偶联剂交联改性时,硅氧烷的表面能低,倾向于表面富集,且富集于表面的硅羟基在反应过程中易脱水与PVA 上的羟基发生缩聚反应,如图2 ,从而引入氨基,增加 PVA 的官能团密度和反应活性[20]。引入PVA 上的氨基疏水性提高,能与聚丙烯通过范德华力连接[21],可以大幅提高强度。硅烷偶联剂与PVA 反应后,PVA 表面会出现浅色颗粒,以不规则球形珊瑚状堆叠分布,这是由于硅羟基的多元共聚形成,这 ABCDEFG20304050Flexural strength/MPa(a)ABC DEF G23456Flexural modulus/GPa(b)A B C D E F G0123456Shear strength/MPa(c)1  不同改性处理KF/PP 复合材料的弯曲强度,弯曲模量和剪切强度 Fig.1 Flexural strength,flexural modulus and shear strength of KF/PP composites with different treating methods  2  硅烷偶联剂与PVA 反应方程 Fig.2 Silane coupling agent and PVA reaction equation 种多层多层结构有利于与天然纤维形成复合交联,提高强度[ 18 ]2.2 不同交联浓度对 KF/PP PF/PP 性能的影响 表2 为不同浓度的PVA 和偶联剂对KF/PPPF/PP 复合材料交联改性。 表2 KF/PP 复合材料的不同改性方法 Table 2 Different modification methods of KF/PP composite Sample Treating method AUntreated B1%PVA+1%coupling agent treatedC1%PVA+2%coupling agent treatedD1%PVA+3%coupling agent treatedE5%PVA+1%coupling agent treatedF’   5%PVA+2%coupling agent treatedG’  5%PVA+3%coupling agent treatedH’  10%PVA+1%coupling agent treatedI’   10%PVA+2%coupling agent treatedJ’   10%PVA+3%coupling agent treated 不同交联浓度改性复合材料力学性能如图3 所示,由图 3(a) 可知,对 KF/PP 复合材料弯曲强度提升最大的是5%PVA+3%偶联剂,提升了25.2% ,由图 3(b) 发现弯曲模量提升最大的同样为5%PVA+3%偶联剂,提升了35.49%,由图3(c) 可知对剪切强度提升最大的是1%PVA+3%偶联剂,提升了30% ,其次是5%PVA+3%偶联剂,提升了28% ,综合考虑后 5%PVA+3%偶联剂整体提升性能较好,为最优改性工艺,弯曲强度为50.90MPa,弯曲模量5.76GPa ,剪切强度5.4MPa。 这是因为当PVA 浓度较小时,PVA 连接纤维与基体之间的分子链较少,浓度过大也会使得PVA 分子间集聚,从而影响纤维与树脂基体的界面结合,偶联剂的浓度较小时,水解生成的硅醇和纤维中的羟基反应较少,同时和 PVA 发生交联反应的分子较少,影响纤维与树脂的结合,而偶联剂浓度为3%时,偶联剂连接纤维与树脂的分子增加,同时与PVA 中羟基发生脱水缩合的分子增多,加强了纤维与基体的界面结合,由柔顺的硅氧键组成的聚硅氧烷在两相间也形成 A' B' C' D' E' F' G' H' I' J'01020304050Flexural strength/MPa(a)A ' B ' C ' D' E ' F' G ' H ' I ' J '01234567Flexural modulus/GPa(b)A' B' C' D' E' F' G' H' I' J'0123456Shear strength/MPa(c)3  不同交联浓度的KF/PP 复合材料的弯曲强度、弯曲模量和剪切强度 Fig.3 Flexural strengthflexural modulus and shear strength of KF/PP composites with different crosslinking concentration 了韧性层,外力作用时,树脂承受的力能够转移到洋麻纤维上,从而提高了KF/PP 复合材料的力学性能[22-24]。 图4 为不同交联浓度的PF/PP 复合材料的力学性能。由图 4(a) 可知,对 PF/PP 复合材料弯曲强度提升最大的是5%PVA+2%偶联剂改性,提升了 31.46%,由图 4(b) 可知弯曲模量提升最大的是5%PVA+3%偶联剂,提升45.90%,其次是5%PVA+2%偶联剂,提升了27.07%,由图 4(c) 可知,剪切强度提 A'' B'' C'' D'' E'' F'' G'' H'' I'' J''01020304050Flexural strength/MPa(a)A'' B'' C'' D'' E'' F'' G'' H'' I'' J''0123Flexural modulus/GPa(b)A'' B'' C'' D'' E'' F'' G'' H'' I'' J''0123456Shear strength/MPa(c)4 不同交联浓度的PF/PP 复合材料的弯曲强度、弯曲模量和剪切强度 Fig.4 Flexural strengthflexural modulus  and shear strength of PF/PP composites with different crosslinking concentration  升最大的是5%PVA+1%偶联剂,提升了23.10%,其次是5%PVA+2%偶联剂,提升了21.75%,综合考虑后 5%PVA+2%偶联剂整体提升性能较好,为最优改性工艺,弯曲强度为44.33MPa,弯曲模量 2.32GPa,剪切强度5.18MPa 。 这是因为当偶联剂浓度大于2%时,过量的偶联剂在天然纤维表面发生团聚,偶联剂膜过厚,减小了偶联剂的反应效率,从而降低其键合强度[25],同时与PVA 的结合效果减弱,使棕榈/PP 复合材料层间界面结合强度有所降低。 2.3  KF/PP PF/PP 复合材料吸湿性分析 未处理和最优交联改性的KF/PP PF/PP 的含水率和吸水率如图5 所示。可见,经过改性KF/PPPF/PP 的含水率分别下降了46.89%10.63%,吸水率分别下降了8.57% 6.12% 。纤维表面亲水基团数量、纤维与树脂界面结合情况等是影响复合材料吸水性能的重要因素。纤维经过交联改性后,PVA 中的-OH 和偶联剂水解后的Si-OH发生脱水缩合,并且引入了疏水性基团氨基,同时亲水性基团减少,极性降低,同时交联改性使得纤维与基团之间的界面亲和性得到改善,内部结构更加致密,含水率和吸水率因此降低。  A' G' A" F"012Mositure content/%(a)A' G' A" F"0510152025Mositure absorption/%(b)5 KF/PPPF/PP 复合材料的含水率和吸水率 Fig.5 Moisture content and moisture absorption of KF/PP and PF/PP composites 2.4  KF/PPPF/PP 复合材料动态力学分析 图6 为交联改性对KF/PP 复合材料动态力学性能的影响。可知,经过5%PVA+3%偶联剂改性后,初始储能模量峰值由2825.94MPa,上升为3417.38MPa,提升了20.93%20 40 60 80 100 1202000250030003500 Untreated 5% PVA+3% Coupling agentTemperature/ Storage modulus/MPa0.070.080.09 tan( δ ) 6  改性处理对KF/PP 复合材料存储模量和 损耗因子的影响 Fig.6 Effects of modification on storage modulus and loss factor of KF/PP composites 说明在相同的温度、压力及作用力频率条件下,改性材料具有较高的抵抗外力和变形的能力,具有较好的力学性能。未处理以及改性后复合材料拐点温度分别为73.8℃、87.3℃, 说明改性后拐点温度升高。这是材料内部结构变化的结果,即大分子发生了交联或致密化,或者分子断链产生了新的化合物,使得体系中各种分子运动活性受到抑制或加速。如材料的交联或致密使大分子链柔性或某些运动单元活性降低,使玻璃化转化转变移向高温;断链使单元活性增加,使玻璃化转化转变移向低温[26]KF/PP经过PVA 和偶联剂交联改性后,偶联剂水解后的硅羟基与PVA 中的羟基等反应,发生交联[20],分子链增长,所以拐点温度升高。由图6 可知,KF/PP 经过交联改性后,tanδ没有出现峰值,Tg 值没有检测出,可能是因为80~120℃之间的信号幅度值太低造成的。 图7 由于纤维类型不同,PF/PP 复合材料改性前后储能模量的变化没有KF/PP 的明显,从电镜图中可以看到,PF 有许多空腔,而KF的空腔较少,可能是因为PF由于大量空腔的存在造成纤维表面积较小,通过PVA 交联改性连接PFPP的分子链也就较少,化学结合及氢键作用减少,使得材料刚性提升不明显。由图 7 可知PF/PP 经过PVA 与偶联剂交联改性后,tanδ 峰值降低,这是由于硅羟基与PVA 中的羟基发生酯化反应,分子链增长,纤维与基体的相互作用增强,PF/PP 复合材料弹性增加。另外,改性后的玻璃化转变温度 Tg 略微上升,由90.1 ℃上升到113.8℃。Tg 上升的原因可能是交联改性后硅烷偶联剂中氨基与PP形成氢键,硅羟基与羟基脱水缩合,使得纤维与PP 界面区域的交联密度增加,聚合物自由体积减少[27]20 40 60 80 100 12060090012001500 Untreated 5% PVA+3% Coupling agentTemperature/ Storage modulus/MPa0.0600.0750.090 tan( δ )      7 改性处理对PF/PP复合材料  存储模量和损耗因子的影响 Fig.7 Effects of modification on storage modulus and loss factor of PF/PP composites 2.5  KF/PP PF/PP 复合材料 SEM分析 图8 为改性前后 KF/PP 复合材料拉伸后的微观形貌,由图8(a) 可知,未处理的KF/PP中纤维和与树脂有一定的缝隙,并且纤维抽拔的孔洞较明显。图8(b) 为交联改性后的KF/PP,纤维与树脂间的缝隙减小,且纤维抽拔的孔洞减少。KFPP之间的界面结合得到改善。 KF/PPPF/PP 复合材料的未改性及最优改性复合材料拉伸后的微观形貌如图9 所示。由图 9(a) 可知,未处理的 PF/PP 中纤维与PP之间存在微小缝隙,且抽拔出的纤维表面光滑,树脂粘附较少,抽拔的纤维较长,纤维与树脂界面结合较差。由图9(b) 可知,经过交联改性后纤维与树脂的缝隙明显减小,有纤维抽拔出,但是抽拔纤维较短,并且抽拔出的空洞较浅,纤维与树脂界面结合得到改善。   (a)Untreated (b) 5%PVA+3%coupling agent treated 8  改性前后KF/PP 复合材料的微观形貌 Fig.8 SEM micrographs of  KF/PP composites before and after modification  (a)Untreated (b) 5%PVA+2%coupling agent treated 9  改性前后KF/PP 复合材料的微观形貌 Fig.9 SEM micrographs of  PF/PP composites before and after modification 3  结  论 (1)  聚乙烯醇与偶联剂交联改性对洋麻(KF/ 聚丙烯(PVA )复合材料的改性效果比单独的聚乙烯醇改性要好,PVA 中的—OH 和偶联剂水解产生的—OH 发生脱水缩合,同时引入氨基,增强洋麻纤维的疏水性,使其与PVA 结合增强,提高复合材料的界面结合。 (2) PVA 与偶联剂交联改性对KF/ PVA 、棕榈(PF/PVA 复合材料力学性能有显著的影响,KF/PP 最优改性工艺为5%PVA+3%偶联剂,弯曲强度提升25.2% ,弯曲模量提升了 35.49%,剪切强度提升28% PF/PP 最优改性工艺为5%PVA+2%偶联剂,弯曲强度提升了31.46%,弯曲模量提升了27.07%,剪切强度提升了21.75%。     (3) PVA+偶联剂交联改性对KF/PPPF/PP 吸水性能有显著影响,KF/PPPF/PP复合材料经过最优改性后含水率分别下降了46.89%10.63%,吸水率分别下降了8.57% 6.12% ,表明 PVA+偶联剂交联改性提高了复合材料的界面性能。     (4)KF/PP PF/PP 断面微观形貌表明,PVA+偶联剂交联改性有效改善了KFPFPP间的界面结合强度。     (5)PVA+ 偶联剂交联改性对 KF/PP PF/PP 复合材料动态力学性能影响显著。KF/PP 复合材料经过最优改性后,储能模量提高20.93%PF/PP 复合材料的储能模量没有明显增强,损耗因子下降。 参考文献: [1] SONG J, YINR Y. 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