1、木粉 / 秸稈粉增強改性堿木質素橡膠復合材料性能影響研究生物質材料是自然界中第一大豐富的可再生高分子化合物 , 由于自身特性使其在實際應用中受到很多限制。為擴大生物質材料應用領域, 減少其焚燒處理帶來的環(huán)境等問題 , 本文以未硫化輪胎橡膠為基體材料, 采用密煉硫化工藝制備改性堿木質素 / 橡膠復合材料, 通過在復合材料中加入木粉與秸稈粉增強堿木質素橡膠復合材料, 探討改性堿木質素與木粉/ 秸稈粉混用對生物質橡膠復合材料性能的影響。論文主要研究內容如下:(1) 以馬來酸酐為改性劑對堿木質素進行改性, 研究改性前后堿木質素含量對復合材料力學性能、硫化性能、微觀形貌、吸水性、耐磨性能等影響。結果表明

2、 : 經馬來酸酐改性后的堿木質素在橡膠基質中的分散性提高 , 相比填充未改性堿木質素時斷裂伸長率分別提高20%、 22.6%、 46%、 44%;拉伸強度分別提高14.76%、 17.16%、 17.12%、 4.31%。在 20%添加量時使用改性堿木質素在提高了在橡膠基質間分散性的同時還增大了與橡膠基質間的相互作用使復合材料硫化時間延長。與此同時, 改性后最小扭矩(M_L)相對降低,最大扭矩(M_H)則呈現(xiàn)增大趨勢；通過對復合材料的耐磨性測試得知 , 改性后的復合材料耐磨性提高 , 改性前的磨耗體積為 2.25/cm3,改性后的磨耗體積為 1.78/cm3 。改性堿木質素對復合材料的耐低溫性

3、影響不大。 (2) 在填入量為20%的條件下 , 研究了改性堿木質素/ 木粉混用對復合材料力學性能、硫化性能的影響。結果表明 : 改性堿木質素與木粉混用 , 當比例為 1:2 時復合材料的拉伸強度為6.81MPa,相比未添加木粉時提高了 0.95MPa但是隨著木粉的加入，復合材料, 在改性堿木質素與木粉比例為 1:2 、 1:1 、 2:1 時分別下降 58.6%、 57.5%、 51.2%;但是隨著木粉加入比例增加 , 復合材料的硬度逐漸增大,改性堿木質素與木粉比例為1:2、1:1、2:1時，的硬度為70SA 72SA 75SA,比未添加時分別提高8.7%、 4.3%、 1.4%; 同時復合

4、材料的耐磨性也隨著木粉的加入而提高 , 在改性堿木質素與木粉的混用比例為 1:2 時, 磨耗體積為1.45/cm3 。木粉的加入使復合材料的脆性溫度升高, 改性堿木質素與木粉比例為 1:2 、1:1 、 2:1 時脆性溫度分別為 -53 、 -50 、 -48 , 隨著木粉的加入比例增加復合材料的吸水率逐漸降低, 改性堿木質素與木粉的混用比例為 2:1 時復合材料的24h 吸水率為 3.3%, 當比例為 1:2 時吸水率為0.95%。通過對改性堿木質素與木粉的動態(tài)力學性能分析得出, 復合材料的儲能模量隨著木粉添加量的增加而提高從損耗因子峰曲線可以看出, 木粉的混用使得峰值升高, 材料的阻尼性提

5、升。(3) 對改性堿木質素/ 橡膠復合材料加入秸稈粉時的性能研究表明 : 秸稈粉的加入使得材料的拉伸強度升高 , 但是使用秸稈粉時力學性能低于使用木粉時力學性能。秸稈粉的加入使復合材料的最大扭矩(M_H)高,同時降低了復合材料的最小扭矩 (M_L) 。改性堿木質素與秸稈比例為 1:2 時材料脆性溫度為 -52, 而同質量份數(shù)下僅使用改性堿木質素的脆裂溫度則為 -54 ; 當改性堿木質素與秸稈粉混用比例為2:1時,24h吸水率為2.1%,同時吸水率也隨著吸水的時間延長而逐漸增加。復合材料的微觀形貌研究發(fā)現(xiàn), 在堿木質素與秸稈粉混用時, 可以清晰的看到 , 秸稈粉在橡膠基間存在明顯縫隙, 并且隨堿木質素比例增加在秸稈粉周圍存在明顯團聚現(xiàn)象。綜上所述，使用MAHC性堿木質素可有效提高復合材料的力學性能，并且降低了復合材料的硫化時間。隨著木粉以及秸稈粉的混入 , 復合材料的部分力學性能提升 , 同時復合材料的吸水性、磨耗體積降低。當改性堿木質素與木粉 /