钛酸酯偶联剂对竹粉／PVO性能影响.pdf

现代料加並
年第
MODERN PLASTICS PROCESSIN(: MNI) APPL. CATIONS
8助剂
钛酸酯偶联剂对竹粉/PVC性能影响
万正龙熊舟翼熊汉国
华中农业大学食品科技学院,湖北武汉,430070;2.华中农业大学楚天学院,湖北武汊?430205)
摘要:用钛酸酯偶联剂对竹粉进行表面改性,制备竹粉/聚氯乙烯(PVC:)复合材料,傅立叶红外光请(FT-IR)和扫描
电子显微镜(SEM)进行表征,并研究偶联剂对复合材料性能的影响。结果表明,偶联剂能改善复合材料中竹粉与PVC间的
相容性,提高了复合材料的拉伯强度和冲击强度。
关揵词:聚飙乙鈦酸酯偶联剤竹粉复合材料力学性能相容性
Effect of Titanate Coupling Agent on Properties
of Bamboo Flour/PVC Composites
Wan Zhenglong Xiong Zhouji
Xiong Ha
1. Cllege of Food Science and Technology of Iuawhong Agricultural University, Wuhan
Hubei, 430070; 2. Chutian College of Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei.43)20
Abstract: The surface of the bamboo flour was modified by titanate coupling agent
Bamboo flour;PVC composites were prepared, characterized by FTIR and SEM. The effect
of titanate coupling agent on the propertics of the composites was investigated. The result
show that the compatibility between PVC and the bamboo flour of the composites is im
proved by the titanate coupling agent, and the tensile strength and impact strength of tho
composites are incrcascd
Key words: polyvinyl chioride; titanate coupling agent; bamboo flour; corltposites; me
chanical propcrties; compatibility
木塑复合材料,和主要由木材或纤维素复合材料,研究酸酯偶联剂对复合材料性能的
为基础材料与塑料制成的复合材料,具备一系列影响
独特的优良特性,而具有广泛的应用范
围。。由于植物纤维表面有大量的极性基闭
试验部分
在木塑复合材料制备过程中,亲水性的纤维与疏
水性的热塑性塑料之间,有着比较大的界面能1.1材料
差,两者界面很难充分融合,且植物纤维表面
竹粉,15.8am、自制;PVC.S1000.中国石
经基形成的分了内氢键作用也使植物纤维在热化齐鲁分公司;钛酸酯偊联剂,NDZ-201,南京曙
塑性塑料中易聚集成州、不能均匀分散,应力在
界面上不能有效地传递,导攽其性能下降-们。如
收稿口期:2(i1)0129:修改稿收到期:2tn1t:3-11
何收善两者的相容性,增强其界面粘合强度,是
作者简介:万正龙,男,1985年生,士研究生,从事生物基
提高木塑复合材料性能的关键,也是目前研究的
材料研充。E:mail:hhai(G126.c
热点。利用钬酸酯对竹粉进行表面改性,改善
米通识联系人E-mail: xionghangua'y nail.hzau,ecdu,cn
与聚氯乙烯(PVC)的相容性,并制备竹粉/PVC
棊金项日:武汉市攻关计划(项号
资助
现代塑料加工应用
2010年6月
光化工集团有限公司;氯化聚乙烯、ACR-401,淄影响。从图1中可以看出,竹粉经钛酸酯偶联剂
博华星助剂有限公司;环氧大豆油、邻萃に甲酸改性后,复合材料的拉伸强度和冲击强度得到明
辛酯,北京化工厂;硬脂酸钙、硬脂酸锌,天津显提高。随着钛酸酯含量的增加,复合材料的拉
市天大化工实验厂。
伸强度和冲击强度均升高,当钛酸酯质量分数为
1.2主要仪器与设备
2%时,拉伸和冲击强度达到最大值,之后随偶联
NH-2D型捏合杌,如皋市通达机被有限公剂用量增加而降低。这可能是由于钛酸酯偶联
司;SK-160B型双辊开炼机,上海橡胶机械厂;剂处理使竹粉表面引人了长链烃基,长链烃基可
R-3201型热压机,武汉启恩科技发展有限责任与PVC链相容,提高了竹粉与PVC树脂的相容
公司;傅立叶红外光谱仪(FT-IR),美国 Nicolet性,增强了竹粉对PVC的粘结作用,使竹粉
公司;JSM-6390/I.V型扫描电子显微鏡(SEM),PVC复合材料的力学性能得到提高。偶联剂用
日本NTC公可;RGT-2型微机控制电子万能试量太少,对竹粉表面包養不完全,影响相容效果;
验机,深圳市瑞格尔仪器有限公司;JC型简支梁当竹粉表面覆盖过多的偶联剂分子,形成多分子
冲击试验机,承德精密试验机有限公司
层,造成竹粉与树脂界面结构不均匀,反而削弱
试验方法
两者相容性,降低复合材料的力学性能。
1.3.1竹粉的改性
竹粉于105C鼓风干燥箱中干燥12h,取干
燥后的竹粉,加入一定量钛酸偶联剂,保持恒
温髙速搅拌反应一定时间,冷却备用。
28
1.3.2竹粉/PVC复合材料的制备
世25
竹粉于105℃下干燥12h,在高速搅拌机中
加入已干燥的竹粉,边搅拌边升温至90℃后加
22
入NDZ-201钛酸酯偶联剂的乙醇溶液搅拌
01,52025
30min,在100C时出料。将处理好的竹粉与
钛酸酯质量分数,
PVC、增塑剂、热稳定剂等在捏合机中混合并在
20℃出料。然后在170℃下用双辊开烁机泥
图1钛酸含量对拉伸强度和冲击强魔的影陶
嫉、下片,将热物料放入热压机在175℃条件下2.2竹粉改性前后的红外光谱分析
热压10min。其中竹粉的质量分数为50%。
图2为钛酸酯偶联剂改性前后竹粉的红外
1.3.3力学性能测定
光谱。
拉伸性能按GB/T1040-2006标准测试;
冲击性能按GB/T1043-1993标准测试
原竹粉
1.3.4FT-IR分析
将待测样品与KBr于105C于燥24h,采
用KBr压片法制备红外检测样品。测试条件
10%傳联剂处理
分辨率4cm'"',扫描次数32,扫描范围4000
400cn~1
400030002000
波勤/emr
SEM分析
观察加倜联剂与未加偶联剂片材表面及断
图2竹粉改性前后的红外光谱
面形貌,在观察前需进行喷金处理。
与未改性的竹粉相比,改性后的竹粉在波数
为2960,2931和2875cm1附近出现了对应的
2结果与讨论
C