硅烷改性纤维素纤维增强聚丙烯的制备及取代度影响探究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

纤维素,自然界的一种天然高分子材料,它绿色环保且数量十分可观,在很多行业纤维素都占据了令人瞩目的高度。

天然纤维素纤维表面存在大量的羟基,导致分子之间极易形成氢键,外部表现为极易团聚,这是我们需要克服的问题。

本研究主要方向是利用硅烷改性纤维素纤维,再使用改性纤维增强聚丙烯力学性能。

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2. 国内外研究现状分析

纤维素具有高强度、高热稳定性及低热膨胀系数的特征,使其成为一种新型的高分子材料,在制备增强聚合物复合材料、气凝胶材料、模板材料、光学透明材料和包装工程等诸多领域获得应用。

聚丙烯因为有出色的机械性能,因而被用于许多行业,且都有十分重要的地位。

由于自身的限制,聚丙烯本身逐渐不满足行业的发展,因此,我们用纤维素来增强聚丙烯的力学性能,让其能够满足行业的应用。

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3. 研究的基本内容与计划

对改性后的纤维素纤维与聚丙烯制备出的复合材料进行接触角测定,傅里叶红外光谱测试,XPS-取代度计算分析以及力学测试。

测定改性后的纤维素纤维的接触角,证明改性剂三甲氧基硅烷有改性后,纤维素疏水角有了极大提高,纤维的疏水性极大改善。

傅里叶红外光谱测试分析得出,改性的纤维素纤维所新生成的官能团,改性处理使得改性剂和纤维素发生化学反应;通过XPS-取代度计算分析得出改性剂使用量的不同对应的三甲氧基硅烷改性纤维素纤维的取代度不同。

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4. 研究创新点

本课题的特色与创新主要包括以下方面: 1)选用原材料为天然纤维素,它来源广泛,环保无污染,成本低廉; 2)通过改性纤维增强聚丙烯大大提升了原聚丙烯的拉伸强度,拓宽了复合材料的使用范围; 3)通过对比三甲氧基硅烷改性纤维素纤维的硅原子取代度的不同,探究达到最好增强效果的比例。

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