聚氯乙烯木塑復(fù)合材料性能研究.pdf

資源ID：4350 資源大?。?span id="cgmbzqq" class="font-tahoma">2.60MB 全文頁(yè)數(shù)：4頁(yè)
資源格式： PDF 下載權(quán)限：游客/注冊(cè)會(huì)員/VIP會(huì)員 下載費(fèi)用：0金幣【人民幣0元】

快捷注冊(cè)下載游客一鍵下載

會(huì)員登錄下載

下載資源需要0金幣【人民幣0元】

郵箱/手機(jī)：
溫馨提示：	系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成賬號(hào)（用戶名和密碼都是您填寫(xiě)的郵箱或者手機(jī)號(hào)），方便下次登錄下載和查詢訂單；
驗(yàn)證碼：	換一換

加入VIP,免費(fèi)下載

下載資源需要0金幣【人民幣0元】

已注冊(cè)用戶請(qǐng)登錄：

賬號(hào)：
密碼：
驗(yàn)證碼：	換一換
當(dāng)日自動(dòng)登錄忘記密碼？

友情提示

1、下載資料失敗解決辦法

2、PDF文件下載后，可能會(huì)被瀏覽器默認(rèn)打開(kāi)，此種情況可以點(diǎn)擊瀏覽器菜單，保存網(wǎng)頁(yè)到桌面，既可以正常下載了。

3、本站不支持迅雷下載，請(qǐng)使用電腦自帶的IE瀏覽器，或者360瀏覽器、谷歌瀏覽器下載即可。

4、本站資源下載后的文檔和圖紙-無(wú)水印,預(yù)覽文檔經(jīng)過(guò)壓縮，下載后原文更清晰

網(wǎng)站客服

侵權(quán)投訴

聚氯乙烯木塑復(fù)合材料性能研究.pdf

<p>·95· 試驗(yàn) 研究農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備  2018年第6期摘要：采用模壓成型的方式、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索玻璃纖維（GF）含量及偶聯(lián)劑處理對(duì)聚氯乙烯（PVC）/稻殼木塑復(fù)合材料的力學(xué)特性和耐磨性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PVC/稻殼木塑復(fù)合材料的硬度隨GF含量增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。GF含量在15%以下時(shí)，隨著GF用量的增大，木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度總體上隨之變大，超過(guò)15%則隨GF含量增大而減小。而彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，彎曲彈性模量則與之相反。木塑復(fù)合材料的耐磨損性在GF含量為15%時(shí)最佳，摩擦系數(shù)在10%時(shí)最大。合適的偶聯(lián)劑處理能增強(qiáng)木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐磨性。其中-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）的增強(qiáng)效果比較好，鈦酸酯不能提高 PVC/稻殼木塑材料的力學(xué)性能和耐磨性。關(guān)鍵詞：玻璃纖維；聚氯乙烯；木塑復(fù)合材料；偶聯(lián)劑；力學(xué)性能；耐磨性 0  引言聚氯乙烯（PVC）木塑復(fù)合材料是以PVC和木質(zhì)纖維為主要原料制成的復(fù)合材料，兼具有木質(zhì)材料的使用性能和塑料的熱塑加工性能，主要可用作天然木材的替代而廣泛使用 1 。其自身的強(qiáng) 度高、阻燃性能強(qiáng)、抗有害生物特性和耐腐蝕性能好成為用作結(jié) 構(gòu)材料的首選 2-4 ，但是該材料同樣因?yàn)榫邆鋸澢鷱?qiáng)度、沖擊強(qiáng)度差，熱變形溫度低及抗蠕變性差等缺點(diǎn)而降低了實(shí)用性 5 。傳統(tǒng) PVC增韌改性通常是在樹(shù)脂中加入橡膠類彈性體，是以降低材料寶貴的剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性為代價(jià)的 6 。目前，國(guó)際上較熱門(mén)的方式是通過(guò)加入剛性的增韌纖維既增強(qiáng)力學(xué)性能又不影響綜合性能 7 。利用玻璃纖維（GF）增強(qiáng)木塑復(fù)合材料不僅可以讓其擁有較好力學(xué)性能與摩擦磨損性能 8 ，還能兼具良好的耐疲勞特性。在PVC復(fù)合材料中加入一定偶聯(lián)劑或成型劑等可以在一定程度上提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性 9 。同時(shí)能增強(qiáng)界面相容性從而提高材料的力學(xué)強(qiáng)度，很明顯地讓GF較多地保留在PVC當(dāng)中，從而提高 GF在PVC中保留的長(zhǎng)徑比 10-11 。GF沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理時(shí)不溶性的物質(zhì) 容易附著到GF表面，使得GF與PVC不能充分濕潤(rùn)。這兩個(gè)原因直接導(dǎo)致處理后材料的耐磨性及力學(xué)性能大幅度增加。筆者通過(guò)在PVC/稻殼木塑復(fù)合材料中加入不同含量的稻殼、 GF及偶聯(lián)劑-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）與鈦酸酯，采用模壓成型方法來(lái)探究GF及偶聯(lián)劑含量對(duì)木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能及摩擦磨損性能的影響。 1  實(shí)驗(yàn)部分 1.1  主要原料稻殼：6080目（180250 m），自制； PVC：DG-1000K，天津大沽化工有限公司； GF：市售，東海縣富彩礦物制品有限公司； KH550：分析純，廣州惠欣化工有限公司；鈦酸酯：化學(xué)純，廣州泰瑞新材料有限公司；酒精：HY95，新泰市華源醫(yī)療衛(wèi)生用品有限公司；蒸餾水：分析純，自制。 1.2  實(shí)驗(yàn)儀器電子天平：UTP-313型，上?；ê娖饔邢薰荆?平板硫化機(jī)：XLB-0型，潮州順力橡膠機(jī)械有限公司；臺(tái)鋸：GTS10 J型，博士集團(tuán)（中國(guó)）有限公司；電動(dòng)振篩機(jī)：8411型，浙江省上虞市道墟星峰儀器廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DG101-4型，南京盈鑫實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：CMT-6104型，美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司；洛氏硬度計(jì)：XHR-150型，上海聯(lián)爾試驗(yàn)設(shè)備有限公司；簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)：XJJ-5型，承德金鍵檢測(cè)儀器有限公司；高速混料機(jī)：FP3010型，德國(guó)博朗電器公司。 1.3  試樣制備工藝流程見(jiàn)圖1。圖1  樣板制備工藝圖制備步驟如下：分別將60目（250 m）稻殼粉在90，PVC 與GF在80下烘干12h，然后裝在密封袋中。將酒精和偶聯(lián)劑按照1：5的比例進(jìn)行稀釋。然后把稻殼粉、PVC、GF與偶聯(lián)劑放在攪拌機(jī)中混合，將混料在90下烘干24h后裝入密封袋。將混料放到10 cm×12 cm的模具中后將模具放到平板硫化機(jī)中，設(shè)置溫度為160，壓力為510 MPa，保壓3次，每次5min進(jìn)行模壓成型。然后將成型的樣板切割成1 cm×10 cm和0.7 cm×3 cm的長(zhǎng)條，以便進(jìn)行后續(xù)各項(xiàng)性能測(cè)試。表1  為試驗(yàn)原材料配比及試樣編號(hào) 編號(hào) PVC含量稻殼含量 GF含量   KH550含量  鈦酸酯含量 1 # 60 40 5 2 0 2 # 60 40 10 2 0 3 # 60 40 15 2 0 4 # 60 40 20 2 0 5 # 60 40 10 0 0 6 # 60 40 10 2 0 7 # 60 40 10 0 2 1.4  測(cè)試方法耐磨性測(cè)試采用GB5763-2008進(jìn)行測(cè)試。硬度測(cè)試在洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行。拉伸測(cè)試采用GB/T1447-2005在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。彎曲性能測(cè)試采用GB/T17657-1999在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。沖擊測(cè)試采用GB/T17657-1999在沖擊實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。以上所有實(shí)驗(yàn)均在常溫下進(jìn)行。 2  結(jié)果與分析 2.1  稻殼用量對(duì)PVC復(fù)合材料的影響 2.1.1  力學(xué)性能分析圖2為不同稻殼含量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖2所示，隨稻殼含量增加，材料的硬度逐漸減小。說(shuō)明稻殼含量越大，材料硬度越小。這是因?yàn)殡S著稻殼含量的增多，致使稻殼在 PVC中分散性較差而使得復(fù)合材料缺陷增加所以樣板的硬度有所降低。稻殼纖維/聚氯乙烯木塑復(fù)合材料性能研究劉俊，路琴，祁彥君，李國(guó)超，杜周磊，張亨通（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇南京  210031）臺(tái)：GTS10 J型，博士集團(tuán)（中國(guó)）有限公司；電動(dòng)振篩機(jī)：8411型，浙江省上市道星峰器廠；電溫啃風(fēng)干燥箱：DG1014型，南京盈鑫實(shí)驗(yàn)器有限公司；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：CMT6104型，美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司；洛氏硬度計(jì)：XHR150型，上海聯(lián)爾試驗(yàn)設(shè)備有限公司；簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)：XJJ5型，承德金鍵檢測(cè)器有限公司；高速混料機(jī)：FP3010型，德國(guó)博朗電器公司。   工藝流程見(jiàn)圖1。          制備步僔如下：分別將60目（250m）稻殼粉在90，PVC與GF在80下烘干12h，然后裝在密封袋中。將酒精和偶聯(lián)劑按照15的比例進(jìn)行。然后把稻殼粉、PVC、GF與偶聯(lián)劑放在拌機(jī)中混合，將混料在90下烘干24h后裝入密封袋。將混料放10cm×12 cm的模具中后將模具放平硫化機(jī)中，設(shè)置溫度為160，壓力為510MPa，保壓3次，每次5min進(jìn)行模壓成型。然后將成型的樣切割成1 cm×10cm和0.7 cm×3cm的長(zhǎng)條，以進(jìn)行后續(xù)項(xiàng)性能測(cè)試。                編號(hào) PVC含量稻殼含量 GF含量 KH550含量鈦酸酯 1 # 60 40 5 20 2 # 60 40 1020 3 # 60 40 1520 4 # 60 40 2020 5 # 60 40 1000 6 # 60 40 1020 7 # 60 40 1002   磨性測(cè)試采用GB5763-2008進(jìn)行測(cè)試。硬度測(cè)試在洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行。拉伸測(cè)試采用 GB/T1447-2005在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。彎曲性能測(cè)試采用GB/T17657-1999在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。沖擊測(cè)試采用GB/T17657-1999在沖擊實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。以上所有實(shí)驗(yàn)均在常溫下進(jìn)行。           圖2為不同稻殼含量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖2所示，稻殼含量增加，材料的硬度減小。明稻殼含量越大，材料硬度越小。是因?yàn)榈練ず康脑龆啵率?稻殼在PVC中分散性較差使復(fù)合材料缺增加所以樣的硬度有所低。圖3為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度。如圖3所示，稻殼含量增加，基金項(xiàng)目：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)SRT項(xiàng)目（1730B04） ·96· 試驗(yàn) 研究農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備  2018年第6期圖3為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度。如圖 3所示，隨稻殼含量增加，沖擊強(qiáng)度先增大后減小。在稻殼含量為20%時(shí)，沖擊強(qiáng)度最大，這是因?yàn)榈練?的沖擊強(qiáng)度相對(duì)PVC較小，所以當(dāng)其含量增加時(shí)，材料的整體沖擊強(qiáng)度下降。而稻殼含量在20%時(shí)達(dá)到最大是因?yàn)榈練ず枯^少，對(duì)PVC的割裂破壞較小，所以材料整體的沖擊強(qiáng)度較高。圖2 稻殼用量對(duì)洛氏硬度的影響   圖3 稻殼用量對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響圖4為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。如圖4 所示，隨稻殼含量增加，拉伸強(qiáng)度逐漸減小。這是因?yàn)榈練け旧?聚合性較差，不能緊密地結(jié)合在一起或者是由于復(fù)合材料中的稻殼含量增加時(shí)，影響到稻殼纖維與PVC基體材料的充分混合，其表面相容性變差，導(dǎo)致稻殼纖維不能完全分散到基體材料中；所以稻殼的含量越多會(huì)導(dǎo)致試樣整體的拉伸強(qiáng)度下降。圖4  稻殼用量對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響圖5為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。如圖5 所示，隨稻殼含量增加，彎曲強(qiáng)度逐漸減小并趨于平穩(wěn)。這是因為稻殼的含量變大，使稻殼在PVC中分散性較差越來(lái)越差所以韌性降低隨之彎曲強(qiáng)度也降低，因此起初彎曲強(qiáng)度下降的快，而當(dāng) 稻殼含量大于40%時(shí)，材料的彎曲強(qiáng)度幾乎保持不變，這是因?yàn)?稻殼含量過(guò)大，對(duì)材料的彎曲強(qiáng)度影響減小。圖6為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲模量。如圖6 所示，隨稻殼含量增加，彎曲模量也隨之增大，恰與彎曲強(qiáng)度相反，這是因?yàn)榈練だw維屬于天然纖維，其彎曲模量本身較大，所以當(dāng)其含量增多的時(shí)候也帶動(dòng)整體彎曲模量增大。圖5  稻殼用量對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響  圖6  稻殼用量對(duì)彎曲模量的影響 2.1.2  摩擦磨損性能分析圖7為不同稻殼含量時(shí)PVC 復(fù)合材料的磨損量。從圖7看出，隨著稻殼含量的增加，PVC復(fù)合材料磨損量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)磨損量最低?？梢钥吹降練び昧吭蕉嗖?料的耐磨性能也就越好，稻殼含量達(dá)到40%左右，耐磨性最好。持續(xù)加大稻殼用量將會(huì)致使耐磨性有所降低。這可能是由于稻殼纖維含量為百分之四十時(shí)，復(fù)合材料具有最佳的含量比例，在這個(gè)比例下復(fù)合材料的耐磨性能明顯優(yōu)于其他對(duì)照組。圖8為不同稻殼含量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖8可看出，隨著稻殼含量的增加，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)摩擦系數(shù)最高。而且從圖中可以看到，載荷從100 N提高到150 N并沒(méi)有導(dǎo)致摩擦系數(shù)的明顯變化，這也證實(shí)了摩擦系數(shù)跟壓力沒(méi)有關(guān)系，而跟材料本身有關(guān)，同時(shí)可以看到，當(dāng)?shù)練ず吭?0%左右的時(shí)候，摩擦系數(shù)最大。說(shuō)明在復(fù) 合材料中加入稻殼纖維能有效地提高木塑復(fù)合材料的耐磨性能，而且在稻殼含量為40%的時(shí)候耐磨性能最佳。圖7  稻殼用量對(duì)摩擦性能的  圖8  稻殼用量對(duì)摩擦摩擦系數(shù)的影響 2.2  GF用量對(duì)PV木塑復(fù)合材料的影響 2.2.1  力學(xué)性能分析圖9為不同GF用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖9所示，隨GF含量增加，材料的硬度呈現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)。GF含量在10% 時(shí)，PVC復(fù)合材料硬度最低，這是因?yàn)镚F的硬度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，當(dāng)其含量增多時(shí)，使得試樣的整體硬度也會(huì)有所上升。而GF 含量為5%時(shí)硬度也較大，可能是因?yàn)镚F較少時(shí)對(duì)材料的割裂破壞較小，所以PVC復(fù)合材料整體的硬度也會(huì)較高。圖9  玻纖用量對(duì)洛氏硬度的影響圖10、11為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng) 度。從圖3可以看出，GF的用量在15%以下時(shí)，隨著GF密度的增加，試樣的拉伸強(qiáng)度逐漸變大沖擊強(qiáng)度總體上也會(huì)增大。當(dāng)GF用量超過(guò)15%，拉伸強(qiáng)度跟沖擊強(qiáng)度都將有所降低。當(dāng)GF含量達(dá)到 15%的時(shí)候，PVC木塑復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到最佳狀態(tài)。這是因?yàn)楫?dāng)GF用量較少時(shí)，能較好地與PVC基體結(jié)合，當(dāng) GF用量變大，超過(guò)15%時(shí)，達(dá)到飽和狀態(tài)，與PVC基體結(jié)合性變差，游離GF會(huì)割裂PVC基體，從而使復(fù)合材料的結(jié)合面產(chǎn)生缺陷導(dǎo)致其拉伸強(qiáng)度下降。沖擊強(qiáng)度先增大后減小。在稻殼含量為20%時(shí)，沖擊強(qiáng)度最大，是因?yàn)榈練?的沖擊強(qiáng)度相對(duì)PVC較小，所以當(dāng)其含量增加時(shí)，材料的整體沖擊強(qiáng)度下。稻殼含量在20%時(shí)達(dá) 最大是因?yàn)榈練ず枯^少，對(duì)PVC的割較小，所以材料整體的沖擊強(qiáng)度較高。                             圖4為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。如圖4所示，稻殼含量增加，拉伸強(qiáng)度減小。是因?yàn)榈練け旧砭酆闲暂^差，不能密地結(jié)合在一起或是由于復(fù)合材料中的稻殼含量增加時(shí)，影響稻殼纖維與PVC基體材料的充分混合，其表面相容性變差，導(dǎo)致稻殼纖維不能完全分散基體材料中；所以稻殼的含量越多會(huì)導(dǎo)致試樣整體的拉伸強(qiáng)度下。               圖5為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。如圖5所示，稻殼含量增加，彎曲強(qiáng)度減小趨于平穩(wěn)。是因?yàn)榈練さ暮孔兇?，使稻殼在PVC中分散性較差越來(lái) 越差所以韌性低之彎曲強(qiáng)度低，因起初彎曲強(qiáng)度下的快，當(dāng)?shù)練ず看笥?40%時(shí)，材料的彎曲強(qiáng)度幾保持不變，是因?yàn)榈練ず窟^(guò)大，對(duì)材料的彎曲強(qiáng)度影響減小。圖6為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲模量。如圖6所示，稻殼含量增加，彎曲模量之增大，與彎曲強(qiáng)度相，是因?yàn)榈練だw維于天然纖維，其彎曲模量本身較大，所以當(dāng)其含量增多的時(shí)候帶動(dòng)整體彎曲模量增大。沖擊強(qiáng)度先增大后減小。在稻殼含量為20%時(shí)，沖擊強(qiáng)度最大，是因?yàn)榈練?的沖擊強(qiáng)度相對(duì)PVC較小，所以當(dāng)其含量增加時(shí)，材料的整體沖擊強(qiáng)度下。稻殼含量在20%時(shí)達(dá) 最大是因?yàn)榈練ず枯^少，對(duì)PVC的割較小，所以材料整體的沖擊強(qiáng)度較高。                             圖4為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。如圖4所示，稻殼含量增加，拉伸強(qiáng)度減小。是因?yàn)榈練け旧砭酆闲暂^差，不能密地結(jié)合在一起或是由于復(fù)合材料中的稻殼含量增加時(shí)，影響稻殼纖維與PVC基體材料的充分混合，其表面相容性變差，導(dǎo)致稻殼纖維不能完全分散基體材料中；所以稻殼的含量越多會(huì)導(dǎo)致試樣整體的拉伸強(qiáng)度下。               圖5為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。如圖5所示，稻殼含量增加，彎曲強(qiáng)度減小趨于平穩(wěn)。是因?yàn)榈練さ暮孔兇?，使稻殼在PVC中分散性較差越來(lái) 越差所以韌性低之彎曲強(qiáng)度低，因起初彎曲強(qiáng)度下的快，當(dāng)?shù)練ず看笥?40%時(shí)，材料的彎曲強(qiáng)度幾保持不變，是因?yàn)榈練ず窟^(guò)大，對(duì)材料的彎曲強(qiáng)度影響減小。圖6為不同稻殼用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的彎曲模量。如圖6所示，稻殼含量增加，彎曲模量之增大，與彎曲強(qiáng)度相，是因?yàn)榈練だw維于天然纖維，其彎曲模量本身較大，所以當(dāng)其含量增多的時(shí)候帶動(dòng)整體彎曲模量增大。                               圖7為不同稻殼含量時(shí)PVC 復(fù)合材料的磨量。從圖7看出，稻殼含量的增加， PVC復(fù)合材料磨量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)磨量最低。可以看稻殼用量越多材料的磨性能就越好，稻殼含量達(dá)40%左，磨性最好。持續(xù)加大稻殼用量將會(huì)致使磨性有所低?？赡苁怯捎诘練だw維含量為百分之四十時(shí)，復(fù)合材料具有最佳的含量比例，在個(gè)比例下復(fù)合材料的磨性能明顯優(yōu)于其他對(duì)照組。圖8為不同稻殼含量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖8可看出，稻殼含量的增加，復(fù) 合材料的摩擦系數(shù)現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)摩擦系數(shù)最高。從圖中可以看，載荷從100N提高150N有導(dǎo)致摩擦系數(shù)的明顯變化，證實(shí)摩擦系數(shù) 壓力有關(guān)系，材料本身有關(guān)，同時(shí)可以看，當(dāng)?shù)練ず吭?0%左的時(shí)候，摩擦系數(shù)最大。明在復(fù)合材料中加入稻殼纖維能有效地提高木塑復(fù)合材料的磨性能，在稻殼含量為40%的時(shí)候磨性能最佳。                                     力學(xué)性能分析圖9為不同GF用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖9所示，GF含量增加，材料的硬度現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)。GF含量在10%時(shí)，PVC復(fù)合材料硬度最低，是因?yàn)镚F的硬度相對(duì)來(lái)比較大，當(dāng)其含量增多時(shí)，使試樣的整體硬度會(huì)有所上升。GF含量為5%時(shí) 硬度較大，可能是因?yàn)镚F較少時(shí)對(duì)材料的割較小，所以PVC復(fù)合材料整體的硬度會(huì)較高。                               圖7為不同稻殼含量時(shí)PVC 復(fù)合材料的磨量。從圖7看出，稻殼含量的增加， PVC復(fù)合材料磨量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)磨量最低?？梢钥吹練?用量越多材料的磨性能就越好，稻殼含量達(dá)40%左，磨性最好。持續(xù)加大稻殼用量將會(huì)致使磨性有所低?？赡苁怯捎诘練だw維含量為百分之四十時(shí)，復(fù)合材料具有最佳的含量比例，在個(gè)比例下復(fù)合材料的磨性能明顯優(yōu)于其他對(duì)照組。圖8為不同稻殼含量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖8可看出，稻殼含量的增加，復(fù) 合材料的摩擦系數(shù)現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)摩擦系數(shù)最高。從圖中可以看，載荷從100N提高150N有導(dǎo)致摩擦系數(shù)的明顯變化，證實(shí)摩擦系數(shù) 壓力有關(guān)系，材料本身有關(guān)，同時(shí)可以看，當(dāng)?shù)練ず吭?0%左的時(shí)候，摩擦系數(shù)最大。明在復(fù)合材料中加入稻殼纖維能有效地提高木塑復(fù)合材料的磨性能，在稻殼含量為40%的時(shí)候磨性能最佳。                                     力學(xué)性能分析圖9為不同GF用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖9所示，GF含量增加，材料的硬度現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)。GF含量在10%時(shí)，PVC復(fù)合材料硬度最低，是因?yàn)镚F的硬度相對(duì)來(lái)比較大，當(dāng)其含量增多時(shí)，使試樣的整體硬度會(huì)有所上升。GF含量為5%時(shí) 硬度較大，可能是因?yàn)镚F較少時(shí)對(duì)材料的割較小，所以PVC復(fù)合材料整體的硬度會(huì)較高。                               圖7為不同稻殼含量時(shí)PVC 復(fù)合材料的磨量。從圖7看出，稻殼含量的增加， PVC復(fù)合材料磨量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)磨量最低?？梢钥吹練?用量越多材料的磨性能就越好，稻殼含量達(dá)40%左，磨性最好。持續(xù)加大稻殼用量將會(huì)致使磨性有所低?？赡苁怯捎诘練だw維含量為百分之四十時(shí)，復(fù)合材料具有最佳的含量比例，在個(gè)比例下復(fù)合材料的磨性能明顯優(yōu)于其他對(duì)照組。圖8為不同稻殼含量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖8可看出，稻殼含量的增加，復(fù) 合材料的摩擦系數(shù)現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在稻殼含量為40%時(shí)摩擦系數(shù)最高。從圖中可以看，載荷從100N提高150N有導(dǎo)致摩擦系數(shù)的明顯變化，證實(shí)摩擦系數(shù) 壓力有關(guān)系，材料本身有關(guān)，同時(shí)可以看，當(dāng)?shù)練ず吭?0%左的時(shí)候，摩擦系數(shù)最大。明在復(fù)合材料中加入稻殼纖維能有效地提高木塑復(fù)合材料的磨性能，在稻殼含量為40%的時(shí)候磨性能最佳。                                     力學(xué)性能分析圖9為不同GF用量時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的硬度。如圖9所示，GF含量增加，材料的硬度現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)。GF含量在10%時(shí)，PVC復(fù)合材料硬度最低，是因?yàn)镚F的硬度相對(duì)來(lái)比較大，當(dāng)其含量增多時(shí)，使試樣的整體硬度會(huì)有所上升。GF含量為5%時(shí) 硬度較大，可能是因?yàn)镚F較少時(shí)對(duì)材料的割較小，所以PVC復(fù)合材料整體的硬度會(huì)較高。               圖10、11為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。從圖3可以看出，GF 的用量在15%以下時(shí)，GF密度的增加，試樣的拉伸強(qiáng)度變大沖擊強(qiáng)度總體上會(huì) 增大。當(dāng)GF用量超過(guò)15%，拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度都將有所低。當(dāng)GF含量達(dá)15%的時(shí)候， PVC木塑復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)最佳狀態(tài)。是因?yàn)楫?dāng)GF用量較少時(shí)，能較好地與PVC基體結(jié)合，當(dāng)GF用量變大，超過(guò)15%時(shí)，達(dá)価和狀態(tài)，與PVC基體結(jié)合性變差，游離GF會(huì)割PVC基體，從使復(fù)合材料的結(jié)合面產(chǎn)生缺導(dǎo)致其拉伸強(qiáng)度下。                               從圖12、13可以看出，材料的彎曲強(qiáng)度在GF含量15%時(shí)最低，彎曲彈性模量GF 用量的增多現(xiàn)先增大后低的規(guī)律，是因?yàn)镚F是剛性粒子，所以GF含量的增多會(huì)導(dǎo)致試樣的彎曲強(qiáng)度下，當(dāng)超過(guò)15%的時(shí)候，GF對(duì)材料產(chǎn)生，導(dǎo)致試樣的硬度下韌性增加。從圖4可以看出，試樣彎曲彈性模量的變化彎曲強(qiáng)度的變化是相的，證明上述觀點(diǎn)。 ·97· 試驗(yàn) 研究農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備  2018年第6期圖10 玻纖用量對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響  圖11 玻纖用量對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響從圖12、13可以看出，材料的彎曲強(qiáng)度在GF含量15%時(shí)最低，彎曲彈性模量隨著GF用量的增多呈現(xiàn)先增大后降低的規(guī)律，這是因?yàn)镚F是剛性粒子，所以GF含量的增多會(huì)導(dǎo)致試樣的彎曲強(qiáng) 度下降，當(dāng)超過(guò)15%的時(shí)候，GF對(duì)材料產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致試樣的硬度下降而韌性增加。從圖4可以看出，試樣彎曲彈性模量的變化跟彎曲強(qiáng)度的變化是相反的，也證明了上述觀點(diǎn)。圖12 玻纖用量對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響  圖13 玻纖用量對(duì)彎曲模量的影響 2.2.2  摩擦磨損性能分析圖14為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的磨損量。從圖14看出，隨著GF用量的增加，PVC復(fù)合材料磨損量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在GF用量為15%時(shí)磨損量最低。復(fù)合材料中的GF具有分散和傳遞載荷的作用，使加在其上的力分散到周圍基體上，同時(shí)GF均勻分布在材料中與周圍基體相互之間有力的作用使得材料難以被磨損。而這種作用在GF含量占15%時(shí)最佳，此時(shí)GF耐磨損性最好。圖15為不同GF用量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖15可看出，隨著GF用量的增加，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在GF用量為10%時(shí)（2 # 樣品）摩擦系數(shù)最高。摩擦力是受到剪切而產(chǎn)生的，由于材料的界面粘著非常牢固，所以剪切一般發(fā)生在復(fù)合材料的基體上。因此復(fù)合材料的整體強(qiáng)度決定了摩擦力的大小，在GF含量占10%時(shí)，復(fù)合材料的整體強(qiáng)度最小，此時(shí)材料的摩擦系數(shù)最大。圖14 玻纖用量對(duì)耐磨性能的影響  圖15 玻纖用量對(duì)摩擦系數(shù)的影響 2.3  偶聯(lián)劑對(duì) PVC 復(fù)合材料的影響 2.3.1  力學(xué)性能分析表2為加入2%偶聯(lián)劑和未添加偶聯(lián)劑時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。從表2能比較清晰地看到，加了2%的偶聯(lián)劑后，試樣的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量、洛氏硬度都有明顯提高。這可能是因?yàn)镵H550偶聯(lián)劑的加入可顯著提高GF在PVC基體內(nèi)的保留長(zhǎng)度。GF沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理時(shí)不溶性的物質(zhì)容易附著到GF表面，使得 GF與PVC不能被充分濕潤(rùn)。這兩個(gè)原因直接導(dǎo)致處理后性能大幅度增加。此外，如果GF沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，則會(huì)因?yàn)槠涔饣谋砻婧?PVC的結(jié)合能力較差，而使得PVC復(fù)合材料很容易便在GF與PVC 的結(jié)合面部分產(chǎn)生破壞性裂紋，使材料失效。然而GF經(jīng)處理之后，能夠與PVC較為緊密結(jié)合在一起，這時(shí)的GF可以看做一個(gè)一個(gè)的“位壘”，只有所承受的破壞能量超過(guò)“位壘”高度時(shí)，材料才會(huì)被破壞。而偶聯(lián)劑的加入能增加位壘的高度。從表3可以看到，加KH550后，材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲彈性模量都明顯高于加鈦酸酯的。這是因?yàn)橛肒H550處理的復(fù)合材料界面結(jié)合性比用鈦酸酯處理的更好。用含有氨基硅烷的偶聯(lián)劑和成膜劑處理的GF增強(qiáng)PVC復(fù)合材料，是因?yàn)槭蛊浣缑鎸?的結(jié)合得到改善而使得材料的力學(xué)性能得到了提高。表2  是否添加偶聯(lián)劑對(duì)各項(xiàng)力學(xué)性能的影響試樣種類拉伸強(qiáng)度 MPa 彎曲強(qiáng)度 MPa 彎曲彈性模量/GPa 沖擊強(qiáng)度（kJ·m -2 ）洛氏硬度添加偶聯(lián)劑 35.917 9 60.067 4 4.212 0 1.46 42.3 未添加偶聯(lián)劑 24.657 4 45.620 9 1.961 0 2.76 40.3 表3  偶聯(lián)劑類型對(duì)各項(xiàng)力學(xué)性能的影響編號(hào) 拉伸強(qiáng)度 /MPA 彎曲強(qiáng)度 /MPA 彎曲模量 /GPA 沖擊強(qiáng)度 /（kJ/m 2 ）洛氏硬度 /HRL KH550 35.9179 60.0671 4.2120 1.46 42.3 鈦酸酯 18.3548 37.3371 1.1303 4.35 44.0 2.3.2  摩擦磨損性能分析圖16、17分別為不同偶聯(lián)劑類型時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的耐磨性和摩擦系數(shù)。從圖16可以看出，用KH550處理過(guò)的PVC材料的耐磨性高于未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料。這是因?yàn)镵H550偶聯(lián)劑增強(qiáng)了無(wú)機(jī)高分子填料跟樹(shù)脂之間的結(jié)合面黏合強(qiáng)度，在摩擦過(guò)程中，GF不易從樹(shù)脂中脫落，降低了材料的磨粒磨損，從而增強(qiáng)了耐磨性能。同時(shí)可以看到，用鈦酸酯處理過(guò)的PVC材料的耐磨性高于未經(jīng)過(guò) 偶聯(lián)劑處理的材料。這是由于實(shí)驗(yàn)添加的鈦酸酯物理性狀為黏稠狀黃色液體，而且其在復(fù)合材料中的添加量較少，只有2%，導(dǎo)致鈦酸酯偶聯(lián)劑在材料中分布不均使其復(fù)合材料的耐磨性能下降。同時(shí)這也說(shuō)明不是所有的偶聯(lián)劑都能增強(qiáng)材料的耐磨性能。從圖17可以看出，經(jīng)過(guò)KH550處理的材料的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料。這是因?yàn)榕悸?lián)劑增強(qiáng)了無(wú)機(jī)高分子填料跟樹(shù)脂之間的結(jié)合面黏合強(qiáng)度，使原料的摩擦特性得到了明顯的提升。經(jīng)過(guò)鈦酸酯處理的材料與未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料的摩擦系數(shù) 相同，這說(shuō)明鈦酸酯對(duì)PVC/木塑復(fù)合材料的摩擦系數(shù)影響不大。圖16  不同偶聯(lián)劑時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的耐磨性圖               圖10、11為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。從圖3可以看出，GF 的用量在15%以下時(shí)，GF密度的增加，試樣的拉伸強(qiáng)度變大沖擊強(qiáng)度總體上會(huì) 增大。當(dāng)GF用量超過(guò)15%，拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度都將有所低。當(dāng)GF含量達(dá)15%的時(shí)候， PVC木塑復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)最佳狀態(tài)。是因?yàn)楫?dāng)GF用量較少時(shí)，能較好地與PVC基體結(jié)合，當(dāng)GF用量變大，超過(guò)15%時(shí)，達(dá)価和狀態(tài)，與PVC基體結(jié)合性變差，游離GF會(huì)割PVC基體，從使復(fù)合材料的結(jié)合面產(chǎn)生缺導(dǎo)致其拉伸強(qiáng)度下。                               從圖12、13可以看出，材料的彎曲強(qiáng)度在GF含量15%時(shí)最低，彎曲彈性模量GF 用量的增多現(xiàn)先增大后低的規(guī)律，是因?yàn)镚F是剛性粒子，所以GF含量的增多會(huì)導(dǎo)致試樣的彎曲強(qiáng)度下，當(dāng)超過(guò)15%的時(shí)候，GF對(duì)材料產(chǎn)生，導(dǎo)致試樣的硬度下韌性增加。從圖4可以看出，試樣彎曲彈性模量的變化彎曲強(qiáng)度的變化是相的，證明上述觀點(diǎn)。               圖10、11為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。從圖3可以看出，GF 的用量在15%以下時(shí)，GF密度的增加，試樣的拉伸強(qiáng)度變大沖擊強(qiáng)度總體上會(huì) 增大。當(dāng)GF用量超過(guò)15%，拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度都將有所低。當(dāng)GF含量達(dá)15%的時(shí)候， PVC木塑復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)最佳狀態(tài)。是因?yàn)楫?dāng)GF用量較少時(shí)，能較好地與PVC基體結(jié)合，當(dāng)GF用量變大，超過(guò)15%時(shí)，達(dá)価和狀態(tài)，與PVC基體結(jié)合性變差，游離GF會(huì)割PVC基體，從使復(fù)合材料的結(jié)合面產(chǎn)生缺導(dǎo)致其拉伸強(qiáng)度下。                               從圖12、13可以看出，材料的彎曲強(qiáng)度在GF含量15%時(shí)最低，彎曲彈性模量GF 用量的增多現(xiàn)先增大后低的規(guī)律，是因?yàn)镚F是剛性粒子，所以GF含量的增多會(huì)導(dǎo)致試樣的彎曲強(qiáng)度下，當(dāng)超過(guò)15%的時(shí)候，GF對(duì)材料產(chǎn)生，導(dǎo)致試樣的硬度下韌性增加。從圖4可以看出，試樣彎曲彈性模量的變化彎曲強(qiáng)度的變化是相的，證明上述觀點(diǎn)。                                摩擦磨性能分析圖14為不同GF用量時(shí)PVC復(fù)合材料的磨量。從圖14看出，GF用量的增加，PVC 復(fù)合材料磨量出現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，在GF用量為15%時(shí)磨量最低。復(fù)合材料中的GF具有分散和傳遞載荷的作用，使加在其上的力分散周圍基體上，同時(shí)GF均分布在材料中與周圍基體相互之間有力的作用使材料難以磨。種作用在GF含量占15%時(shí)最佳，時(shí)GF磨性最好。圖15為不同GF用量時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)。從圖15可看出，GF用量的增加，復(fù) 合材料的摩擦系數(shù)現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，在GF用量為10%時(shí)（2 # 樣品）摩擦系數(shù)最高。摩擦力是剪切產(chǎn)生的，由于材料的界面非常固，所以剪切一般發(fā)生在復(fù)合材料的基體上。因復(fù)合材料的整體強(qiáng)度決定摩擦力的大小，在GF含量占10%時(shí)，復(fù)合材料的整體強(qiáng)度最小，時(shí)材料的摩擦系數(shù)最大。                                      力學(xué)性能分析表2為加入2%偶聯(lián)劑和未添加偶聯(lián)劑時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。從表2能比較清地看，加2%的偶聯(lián)劑后，試樣的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量、洛氏硬度都有明顯提高?？赡苁且?yàn)镵H550偶聯(lián)劑的加入可顯著提高GF在PVC 基體內(nèi)的保長(zhǎng)度。GF有經(jīng)過(guò)處理時(shí)不溶性的物質(zhì)容GF表面，使GF與PVC 不能充分濕潤(rùn)。兩個(gè)原因直接導(dǎo)致處理后性能大幅度增加。外，如果GF有經(jīng)過(guò)處理，則會(huì)因?yàn)槠涔獾谋砻婧蚉VC的結(jié)合能力較差，使PVC復(fù)合材料容在GF與 PVC的結(jié)合面部分產(chǎn)生性，使材料效。然GF經(jīng)處理之后，能與PVC較為密結(jié)合在一起，時(shí)的GF可以看做一個(gè)一個(gè)的“位”，有所承的能量超過(guò)“位” 高度時(shí)，材料才會(huì)。偶聯(lián)劑的加入能增加位的高度。從表3可以看，加KH550后，材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲彈性模量都明顯高于加鈦酸酯的。是因?yàn)橛肒H550處理的復(fù)合材料界面結(jié)合性比用鈦酸酯處理的更好。用含有氨基的偶聯(lián)劑和成膜劑處理的GF增強(qiáng)PVC復(fù)合材料，是因?yàn)槭蛊浣缑鎸拥慕Y(jié)合改善使材料的力學(xué)性能提高。                    試樣種類拉伸強(qiáng)度 MPa 彎曲強(qiáng)度 MPa 彎曲彈性模量GPa 沖擊強(qiáng)度 (kJ·m -2 ) 洛氏硬度添加偶聯(lián)劑 35.9179 60.0674 4.2120 1.46 42.3 未添加偶聯(lián)劑 24.6574 45.6209 1.9610 2.76 40.3                  編號(hào) 拉伸強(qiáng)度 /MPA 彎曲強(qiáng)度 /MPA 彎曲模量/GPA 沖擊強(qiáng)度/ （kJ/m 2 ）洛氏硬度/HRL KH550 35.9179 60.0671 4.2120 1.46 42.3 鈦酸酯 18.3548 37.3371 1.1303 4.35 44.0  摩擦磨性能分析圖16、17分別為不同偶聯(lián)劑類型時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的磨性和摩擦系數(shù)。從圖16可以看出，用KH550處理過(guò)的PVC材料的磨性高于未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料。是因?yàn)镵H550偶聯(lián)劑增強(qiáng)無(wú)機(jī)高分子填料樹(shù)脂之間的結(jié)合面哿合強(qiáng)度，在摩擦過(guò)程中，GF不從樹(shù)脂中落，低材料的磨粒磨，從增強(qiáng)磨性能。同時(shí)可以看，用鈦酸酯處理過(guò)的PVC材料的磨性高于未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料。是由于實(shí)驗(yàn)添加的鈦酸酯物理性狀為哿狀黃色體，其在復(fù)合材料中的添加量較少，有2%，導(dǎo)致鈦酸酯偶聯(lián)劑在材料中分布不均使其復(fù)合材料的磨性能下。同時(shí)明不是所有的偶聯(lián)劑都能增強(qiáng)材料的磨性能。從圖17可以看出，經(jīng)過(guò)KH550處理的材料的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料。是因?yàn)榕悸?lián)劑增強(qiáng)無(wú)機(jī)高分子填料樹(shù)脂之間的結(jié)合面哿合強(qiáng)度，使原料的摩擦特性明顯的提升。經(jīng)過(guò)鈦酸酯處理的材料與未經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的材料的摩擦系數(shù)相同，明鈦酸酯對(duì) PVC木塑復(fù)合材料的摩擦系數(shù)影響不大。                        ·98· 試驗(yàn) 研究農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備  2018年第6期圖17  不同偶聯(lián)劑時(shí)PVC木塑復(fù)合材料的摩擦系數(shù) 3  結(jié)語(yǔ) 1</p>

注意事項(xiàng)

本文（聚氯乙烯木塑復(fù)合材料性能研究.pdf）為本站會(huì)員（magazine@RS）主動(dòng)上傳，園藝星球（共享文庫(kù)）僅提供信息存儲(chǔ)空間，僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理，對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私，請(qǐng)立即通知園藝星球（共享文庫(kù)）（發(fā)送郵件至admin@cngreenhouse.com或直接QQ聯(lián)系客服），我們立即給予刪除！

溫馨提示：如果因?yàn)榫W(wǎng)速或其他原因下載失敗請(qǐng)重新下載，重復(fù)下載不扣分。

京公網(wǎng)安備 11010502048994號(hào)