罗布麻韧皮纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

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罗布麻是我国新疆的一种野生灌木。罗布麻纤维具有良好的力学性能,可直接用于纺织工业。本论文首先研究了罗布麻韧皮纤维的表面处理,并对其拉伸性能和形态特征进行了分析。采用热水浸渍法从罗布麻植物茎中提取罗布麻韧皮纤维,用 NaOH溶液对罗布麻韧皮纤维进行处理,采用 ASTM D1294标准对包括未样品和处理样品在内的韧皮纤维组的拉伸强度进行分析,其中 2%和 5%处理的样品分别显示出 101%和107%的拉伸强度提高。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了各组韧皮纤维的表面形貌,确定了表面处理对纤维形貌的影响。
  在第二部分研究中,对罗布麻增强复合材料进行制备和机械性能分析。分别将未经碱处理和碱处理后的罗布麻韧皮纤维作为复合材料的增强材料,在热压成型机上进行复合材料的制备,热塑性树脂为聚丙烯(PP),为了比较,也同时采用聚乳酸(PLA)作为复合材料的基体进行热压成型。随后按照 ASTM D3039 标准对各组材料的拉伸强度进行了分析,其中碱处理过的罗布麻韧皮纤维增强 PP 和 PLA 复合材料的拉伸强度最高。经2%和5%处理的罗布麻/聚丙烯复合材料的拉伸强度分别提高了44%和 35%,而罗布麻/聚乳酸复合材料的拉伸强度分别提高了 66%和 20%。按照 ASTM D790 标准对各组试样进行了弯曲试验,其中经处理的罗布麻复合材料再次显示出改进的弯曲强度。经 2%和 5%处理的复合材料的弯曲强度分别提高了 42%和 86%,而AV/PLA 复合材料的弯曲强度分别提高了 51%和 68%。上述结果表明,无论对聚丙烯还是聚乳酸基体,采用碱对韧皮纤维表面处理都会增加最终复合材料的力学性能,说明碱表面处理是此类复合材料力学性能提高的有效方法。最后,采用电镜对破坏后复合材料中纤维与基体的粘接性能进行了分析。
  在第三部分研究中,用菌落形成单位法对罗布麻韧皮纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌活性进行了分析,发现未经表面处理的罗布麻韧皮纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌活性低于经处理的罗布麻韧皮纤维的抑菌活性。另外采用抑菌圈法对罗布麻聚丙烯和罗布麻聚乳酸复合材料进行抗菌活性分析,发现复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌活性仍存在问题,这是因为两种复合材料周围都存在黄色不可见区域。
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