《聚丙烯复合材料性能测试和探析》10000字

聚丙烯复合材料性能测试和分析目录TOC\o"1-2"\h\u12080聚丙烯复合材料性能测试和分析 111440摘要 110361（1）聚丙烯的光引发接枝反应 118799（2）麻纤维/聚丙烯复合材料的制备 25644（3）麻纤维/聚丙烯复合材料的性能分析 27273第一章文献综述 252871.1引言 2230661.2课题的来源与选题依据 2201381.2.4(1)紫外光简介及应用 6296801.3实验的影响因素 6179641.4课题的理论依据 6267511.5课题的国内研究现状 7227551.6课题的意义和目的 823116第二章实验部分 851862.1实验原材料 8189402.2实验仪器 8254542.3实验内容 930439第三章结果与讨论 11117753.1接枝前后的红外光谱对比分析 11167383.2界面剂含量对复合材料力学性能的影响 12301193.3界面剂对复合材料结晶行为的影响 1410873.4界面剂对复合材料维卡软化温度的影响 16128523.5界面剂对复合材料吸水性能的影响 1718251结论与展望 17摘要聚丙烯是一种应用广泛的大品种通用塑料，传统聚丙烯复合材料通常以无机粉体、碳纤维和玻璃纤维等为增强体，而天然植物纤维增强聚丙烯复合材料以植物纤维为增强体，这为聚丙烯复合材料的应用开辟了新的途径。天然植物纤维具有来源丰富、价格低廉、可再生、可降解等优点［６］，但存在性能不均一、易吸湿以及与基体树脂相容性差等缺点，在聚丙烯复合材料中的应用受到制约。本文采用紫外光辐照的方法，制备此次用以作为界面剂的聚丙烯产物，再以麻纤维为增强相，聚丙烯(PP)塑料为热塑性聚合物基体，制备麻纤维/聚丙烯复合材料。主要内容包括：光引发接枝反应、麻纤维/聚丙烯复合材料的制备，复合材料的性能测试和分析。聚丙烯的光引发接枝反应将一定剂量的光引发剂占吨酮溶于少量乙醇，再将一定量的KH570、PP倒入烧杯，用玻璃棒搅拌均匀。然后再将其全部置入大反应器中，使用真空泵对其进行抽真空处理，当观察到乙醇有轻微地沸腾现象时即可。完全密封之后，将大反应器置入恒温水浴锅，并将温度设定为60℃。最后将大反应器及水浴锅一并置入紫外线固化箱中，并以400W的功率和进行2h的照射。麻纤维/聚丙烯复合材料的制备分别称取定量的麻纤维、粒状PP界面剂、粉状PP界面剂和粒状PP基体（保证每份样品的质量总和为30g），并将其均匀混合，平均分次置入转矩流变仪，进行麻纤维/聚丙烯复合材料的制备。（3）麻纤维/聚丙烯复合材料的性能分析将加入了不同比例界面剂进行混炼的麻纤维/聚丙烯复合材料进行拉伸测试、差示扫描量热分析、维卡软化温度测定、吸水性能测定，记录结果并进行对比分析，得出结论。由以上性能测试实验结果可以得出，光引发接枝得到的聚丙烯界面剂能提高麻纤维/聚丙烯复合材料的力学性能，增加了基体结晶温度时的粘度，从而提高了复合材料的相对结晶度，降低了材料的软化性能，降低了材料的吸水性。关键词：聚丙烯，天然植物纤维，复合材料第一章文献综述1.1引言由于石化资源的日趋短缺，人们在不断寻找新能源、新材料以替代煤炭和石油化工产品，以缓解或解决能源与资源危机。玻璃纤维和碳纤维复合材料在给人类生活带来方便的同时，又给人类带来了资源短缺、回收利用及环境影响等新的问题。利用生物质可再生资源开发环境友好绿色复合材料成为当前世界各国关注和研究的热点之一［１－３］。ＮＶＦ增强ＰＰ复合材料是利用天然可再生植物纤维与ＰＰ基体复合而成的一种新型复合材料。ＮＶＦ是自然界最丰富的天然高分子材料，自然界中每年生长的纤维素（以ＮＶＦ的形式存在）总量多达千亿吨，远远超过了地球上现有的石油总储量，在自然资源日见缺乏的今天，充分利用天然植物纤维的潜力，发挥其独特的功能和特性，开发新的应用领域，是引人注目的热点［４－５］。以ＮＶＦ增强ＰＰ树脂复合材料替代木材或玻璃纤维材料是日前天然植物纤维综合利用的主要途径之一。随着全降解基体高分子材料的不断研究开发，用ＮＶＦ与全降解基体复合制成生物降解复合材料，如以纤维素、淀粉衍生物等天然多聚糖为原料制备可生物降解树脂，再与ＮＶＦ复合制备性能优良的全降解复合材料，可应用于各种环保材料。本文系统地评述了ＮＶＦ组成及其改性方法，并综述了国内外关于天然植物纤维增强ＰＰ的性能，指出了该类复合材料存在问题及发展的趋势。1.2课题的来源与选题依据聚丙烯（PolyPropylene，PP），是由丙烯聚合而制得的一种半结晶性热塑性树脂。其作为一种高分子材料，具有优良的力学性能，较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，良好的化学稳定性等特点被广泛应用于汽车工业、器械制造、日常用品等。但因其易被紫外线分解，易被氧化，不易接合等缺点限制了普通聚丙烯在各个领域中进一步的应用。故对聚丙烯的改性，研究聚丙烯复合材料十分必要。植物主要是由纤维细胞和其它部分杂细胞利用胞间层的物质相互连接组成的，植物纤维是指使用不同的物理、化学、生物方法去除杂细胞后剩余的纤维细胞。作为植物光合作用的产物，植物纤维是广泛存在于木本和草本植物中的一种厚壁组织，其细胞细长，两端尖锐，具有中空结构和较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体，在植物体中主要起机械支撑作用，同时兼具吸收和转移水分和营养物质，抵御外部非生物胁迫和生物攻击的作用。1.2.1聚丙烯复合材料的种类1.2.1.(1)玻璃纤维增强玻璃纤维增强是指以聚丙烯为主体，玻璃纤维作为增强相，通过某种方式使它们相互混合制成的复合材料，以达到强化聚丙烯某些物理性能。通过对加入增容剂马来酸酐接枝聚丙烯（PPg-MAH）或聚丙烯接枝马来酸酐与乙烯/辛烯共聚物（PP-g-POE-MAH）的含量，挤出工艺，玻纤长度等因素的研究讨论[8-9]，结果表明，PP-gMAH或PP-g-POE-MAH的加入都能使玻纤维增强聚丙烯复合材料的机械性能得到显著提高；提高挤出温度可使其拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度均提高1.5倍左右；连续玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能远大于短玻纤增强聚丙烯复合材料。1.2.1.(2)天然纤维增强在石化资源匮乏的如今，对天然资源的研究利用开发环境友好型产品已成为当前世界关注的热点之一，而现在被广泛应用的聚丙烯在它众多优点的背后还有着难降解，易被氧化，不易接合等缺点。故通过物理或化学方法将NVF进行改性再与PP复合制得天然植物纤维增强聚丙烯复合材料，其性能将优于单纯的聚丙烯材料[10]、沈钰程等[11]以四种不同的天然纤维（蔗渣、松木、稻草、稻壳）作为增强剂，用聚丙烯作为热塑性聚合物基体，添加马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）作为偶联剂，SEBS作为增韧剂，对复合材料性能进行研究，结果表明，天然纤维增强聚丙烯复合材料的静态力学强度除抗拉强度外均有所提高，随温度提高，复合材料的储能模量降低，吸水性提高，添加MAPP和SEBS后吸水性有所下降但耐水性有所上升等。1.2.1.(3)无机填料填充聚丙烯材料的耐热性较差，在稍高一点的温度就会影响其正常的工作。采用无机材料如陶土、炭黑、碳酸钙、石膏、云母粉、赤泥、硅灰石、硫酸钡等物质进行填充制成的复合材料可提高其耐热性，同时会对其力学性能有一定提高，大大提高了聚丙烯的应用范围[12]。聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料是将PP-gMAH、PP和蒙脱土进行共混后熔融挤出制得，产品经检测表明其力学性能较纯PP有所提高。与此同时以硼硅酸盐质中空微球体进行填充可制得具有隔热等功能以及强度高、加工性能好的轻质复合材料[13]。1.2.2聚丙烯复合材料的前景普通聚丙烯材料因其自身的缺点无法满足如今众多产品对于材料的要求，这就使聚丙烯复合材料的研究有着十分广阔的前景。有人就以六钛酸钾晶须作为填料制作复合包装材料[14]，还有人以聚丙烯为主体制成塑钢纤维[15]，该材料具备钢筋、钢纤维的外型、功能，同时又有合成软纤维的优点。可用来替代传统钢筋网、钢纤维，而建设成本更加经济。随着人们对PP的深入研究，更多的性能更优异的复合材料将会被制作出来，给人们带来的好处也会越来越多。1.2.3植物纤维概论1.2.3(1)植物纤维植物纤维主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，三者含量为50%~95%，因材种而异，还含有少量其他组分，如表1-1所示。在纤维的所有组分中，木质素是高度支化的聚合物，木质素与半纤维素一起作为固定纤维素的基质。纤维素的基本结构为细长杆状，沿纤维长度方向排列。半纤维素具有较低的分子量，表现为塑化基质。纤维素强度大、结晶性好、稳定性好，而半纤维素为非晶态，结构随机，应力小，易水解。木质素和纤维素、半纤维素通过化学键结合成的结构称为木质素-碳水化合物复合体（LCC），影响着植物纤维的性能、结构和形态。植物纤维细胞之间的结构称为胞间层，主要由木质素、半纤维素和少量的果胶质构成，在木材木质部等木质化严重的部位，胞间层木质素含量特别高。如图1-1所示，纤维初生壁的厚度一般在0.1μm左右，主要成分为木质素、半纤维素和果胶质。次生细胞壁是纤维细胞的主体，通常分为三层（S1、S2和S3），如图1，厚度为5~10μm左右，以S2层为主体，约占细胞壁的80%，与初生细胞壁一样，次生细胞壁也由纤维素和各种半纤维素组成，但由于疏水多酚木质素的存在，次生细胞壁的含水量较低。次生细胞壁具有高轴向刚度、抗倒塌和抗爆裂能力，对纤维的形状和性能有着重要的影响。在次生细胞壁中，16个纤维素大分子通过氢键连接成微纤丝，然后微纤丝依靠木质素和半纤维素通过化学键结合形成一定的长度和厚度，微纤丝的角度随品种、成熟度、细胞壁位置和生长速度的不同而变化。与初生细胞壁相邻的是一层称为S1层，它具有大角度的横向微纤丝，S1层作为加强层，防止细胞过度的径向膨胀和旋转。中间S2层的微纤丝角（微纤丝与纤维轴的夹角）最小，纤维素含量最高，对纤维刚度有决定性作用，由于S2层的微纤丝角排列整齐，纤维在应力作用下会轻微旋转，而木质素的橡胶性质可以使这种应力能量耗散。内部S3层也有横向定向的微纤丝，在静电力的作用下可以避免侧向坍塌[16,17]。混表1植物纤维的组成成分[图1植物纤维的结构[17]1.2.3(2)植物纤维的研究现状植物纤维作为自然界储量最多的可持续发展资源，具有生物相容性好、可降解、可再生等优点。与传统的陶瓷、金属材料相比，植物纤维长径比大、重量轻、强度大、无磨蚀性、高电阻、可回收、可加工、隔音性能良好、成本低，在功能材料、室内装潢、建筑材料、化工、食品、服装、医药、组织工程、造纸、燃料乙醇、废水处理等领域有重要的应用价值[17,18]1.2.4紫外交联技术概述1.2.4(1)紫外光简介及应用紫外光是电磁波的一种，其波长比可见光短，比X射线长，波长范围在100~400nm之间。由于其能量强于可见光，且具有一定的能量辐照效应，同时又不属于高能射线（如X射线和γ射线），处理制品后不会使产品带上放射性，具备无污染、易控制、节省能源等优点。因此，从紫外光被发现以后得到了很好很快的发展，在社会的各个领域得到了有效的利用[38]。特别是在一些发达国家，辐照加工已形成了工业化的规模，辐照加工也有数十个项目，其中，辐照交联电线电缆等绝缘材料是应用比重最大的，已经历经了40多年的历史。经辐射交联的聚氯乙烯料在短期内可以承受250℃的高温。到20世纪90年代，世界各地生产的辐射交联电线电缆的种类和规格累计已经达到1900多种[39]。1.2.4(2)紫外辐照聚合物的研究现状目前，对聚合物进行紫外辐照改性主要在交联反应、表面接枝、光降解等方面应用较多，其中对固相引发辐照改性被广泛采用。这种方法在室温下进行，且具有无溶剂污染，反应快等特点[40]。紫外交联概念首次被提出是1956年G.Oster[41,42]发现了体系中如果有光引发剂存在的话，利用近紫外光就能够诱导聚乙烯产生交联反应。光引发剂的加入能提高了处理试样的厚度，将材料的厚度从0.3mm提高到3mm以上，其原因是二苯甲酮在受紫外光照射下，能夺取聚合物碳链上的氢原子，快速生成大量自由基，将紫外光的作用得到了有效发挥，且由于交联剂的桥架作用下，材料内部体系的交联速率大大提高。于志强等[46]对聚丙烯粉末紫外光接枝马来酸酐来提高PP与增强纤维的界面强度，研究了马来酸酐含量、反应温度、光照时间、搅拌速率对接枝率的影响，结果表明，接枝马来酸酐时，其含量为2.5%、反应温度为30℃、光照时间为3min时的接枝率最高，而搅拌速率对接枝率的分散性影响较大。黄益威等[49]对紫外光辐照反应挤出制备高熔体强度聚丙烯进行了研究，通过加入光分解促进剂二苯甲酮（BP）和交联剂季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），在计量段给予一定量的紫外辐照，制备出具有支化交联结构的聚丙烯，有效提高了聚丙烯的熔体强度。1.3实验的影响因素ＰＰ／ＮＶＦ复合材料的性能主要影响因素有：ＮＶＦ的种类、加入量、粒度，ＮＶＦ的表面改性等；目前ＰＰ／ＮＶＦ复合材料的性能研究主要围绕在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、耐候性及阻燃性能等方面，ＰＰ／ＮＶＦ复合材料冲击性能差，提高冲击性能为研究重点之一。ＮＶＦ作为填充料，对工业化生产显然是填充得越多越好。但是由于树脂与植物纤维之间的相容性问题，植物纤维材料的填充量必然存在一个最优值，植物纤维材料的尺寸对复合材料的性能也有很大影响。1.4课题的理论依据由于聚丙烯主链上含有叔碳原子，在紫外光的照射下很容易失去氢而形成叔碳自由基，叔碳自由基不稳定，容易发生β断裂，形成两部分：一条链上为双键，另一条上则含有自由基端基[50]。如图所示。紫外辐照引发聚丙烯自由及聚丙烯β-断链反应由于在聚丙烯交联过程中需要大量的自由基，仅靠以上反应产生的自由基不能进行交联反应，而占吨酮作为紫外光吸收剂，适量的掺入聚丙烯中，在紫外光照射下，能够吸收紫外光引发产生聚丙烯自由基。如图所示。..在紫外光与占吨酮的作用下，会引发聚丙烯主链上产生大量的叔碳自由基。自由基之间能够发生结合，生成支化或交联结构，但此过程可能会产生过量的自由基，导致断链反应的速率快于自由基结合交联的速率，所以聚丙烯分子主链不断降解，分子量迅速下降，反应会往相反的方向进行。此时为了加快聚丙烯自由基的交联反应速率，减少β-断链反应，需要加入多官能团单体来消耗自由基，如KH570，这是有效的偶联剂。偶联剂的加入，会捕捉到自由基的活性中心，起到架桥的作用将不同的聚丙烯链段交织到一起，从而发生一系列快速聚合反应，生成具有三维网状结构的交联聚丙烯[52]。经过交联的聚丙烯材料具有优良耐高温性、抗溶剂性，优异的电气性能和明显增强的力学性能等。如图所示。1.5课题的国内研究现状目前，已有不少学者研究了很多种用于聚合物复合材料的天然纤维，例如：甘蔗渣、竹纤维、棉杆、大麻、黄麻、洋麻、亚麻、剑麻、稻壳、稻草、松木粉、枫木、草、纸莎草、椰壳纤维、小麦、大麦、燕麦、木棉、桑树、香蕉纤维、酒椰、菠萝叶纤维等。天然纤维与合成纤维相比有许多优势，包括密度小、成本低、每年可再生、生物可降解性、原料数量庞大、比强度和模量较高、能源消耗减少、环境友好。沈钰程[20]以四种天然植物纤维（蔗渣、松木、稻草、稻壳）作为增强剂，以回收的聚丙烯（PP）塑料作为热塑性聚合物基体，添加马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）作为偶联剂，SEBS（聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯）作为增韧剂，通过注射成型工艺制成天然纤维复合材料，研究纤维种类及偶联剂对天然纤维复合材料性能的影响。沈晓梅[21]研究了玄武岩纤维芒麻纤维复合板材的生产工艺、工艺参数，优化了复合板材性能。李正红[22]研究了竹纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能、热学性能、加工性能,采用电镜扫描分析了复合材料的界面及其微观结构。用多元统计分析中的主成分分析法,合理地确定竹纤维增强聚丙烯复合材料多项性能指标兼优的最佳纤维含量。1.6课题的意义和目的植物纤维复合材料具有植物纤维和高分子材料两者的诸多优点，能替代木材，可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾。其应用范围非常广泛，主要应用在建材、汽车工业、货物的包装运输、仓贮业、装饰材料及日常生活用具等方面。由于植物纤维的可再生性、可被环境消纳性‚所以植物纤维复合材料是一种极具发展前途的绿色环保材料，其生产技术也被认为是一项有生命力的创新技术。研究和开发植物纤维复合材料的意义主要是这类材料具有人类亲和性、环保友好性和可持续发展性。开发植物植物纤维复合材料，可以拓宽植物纤维的应用范围发展以植物纤维为基础的高新技术产业，提高农副产品的附加价值，对促进我国农业的发展有着十分积极的意义。总之，研制植物纤维复合材料，既能利用丰富的天然资源，开辟结构材料的新品种‚又有利于环境保护、生态平衡和节约能源，具有较重要的社会意义和科学价值。同时以植物纤维为研究对象开展的木塑复合材料的研究为我国新型材料的发展提供理论基础和新的实践经验。第二章实验部分2.1实验原材料药品名称生产厂家占吨酮市售甲醇（分析纯）天津市富宇精细化工有限公司KH570（分析纯）南京能的德新材料技术有限公司聚丙烯茂名市实华东成化工有限公司实验药品表2.2实验仪器仪器名称仪器型号生产厂家紫外高压汞灯PLS-LAM500北京畅拓科技有限公司冷阱QW220/石英材质北京畅拓科技有限公司真空循环水泵SHZ-D(Ⅲ)巩义市予华仪器有限公司索氏抽提器500ml沈阳市华侨玻璃仪器厂扫描电子显微镜JSM-6360LV日本日立公司平板硫化仪XLB-&400*400*2E青岛环球机械股份有限公司转矩硫化仪XSS-300上海科创橡塑机械设备有限公司差示扫描量热分析仪DSC-7美国TA公司傅里叶红外光谱分析仪NicoletiS10赛默飞世尔科技实验仪器表2.3实验内容2.3.1光引发接枝反应将一定剂量的光引发剂占吨酮溶于少量乙醇，再将一定量的KH570、PP倒入烧杯，用玻璃棒搅拌均匀。然后再将其全部置入大反应器中，使用真空泵对其进行抽真空处理，当观察到乙醇有轻微地沸腾现象时即可。完全密封后，将大反应器置入恒温水浴锅，并将温度设定为60℃。最后将大反应器及水浴锅一并置入紫外线固化箱中，并以400W的固定功率进行额定时间2h的照射。光引发接枝反应流程图2.3.2复合材料的制备称取11份12g剪碎的麻纤维，9g、6g、4.5g、3g、1.5g、0.75g（分别对应含量为75%、50%、37.5%、25%、12.5%、6.5%）接枝后的粒状PP界面剂和3g、2.25g、1.5g、0.75g（分别对应含量为20%、15%、10%、5%）接枝后的粉状PP界面剂，分别将1份麻纤维、1份界面剂和适量基体（保证每份样品的质量总和为30g）均匀混合，平均分次置入转矩流变仪，进行麻纤维/聚丙烯复合材料的制备。图3复合材料制备流程图2.3.3红外测试将经过光引发接枝得到的聚丙烯界面剂置入真空循环水泵，洗去表面杂质，再将聚丙烯界面剂进行干燥，然后将平板硫化仪预热到190℃，再取适量界面剂置入预热好的平板硫化仪，将界面剂压成厚度合适且可透过光的薄膜，置入红外光谱议并进行测试。2.3.4拉伸性能测试使用冲片机将不同界面剂含量的麻纤维/聚丙烯复合材料分别压出5条Ｉ型样条，再使用游标卡尺按对裁切后的ＰＰ片进行测试段长度和厚度的测量，将试样对称并垂直地夹于上下夹持器上，开动机器，拉伸试样。记录不同试样的抗拉强度和断裂伸长率。2.3.5差示扫描量热测试将粉状界面剂含量为10%的麻纤维/聚丙烯复合材料切成细小颗粒巧，称取3mg左右的试样放入坩埚中，将坩埚盖好，用压片机制备样品。同时制备一个不含有界面剂的麻纤维/聚丙烯复合材料样品坩埚作为对比。在升温速率为每分钟10℃的条件下加热到200℃，保温３min以消除热历史；然后在降温速率为每分钟10℃的条件下降温至20℃，保温３min；然后在升温速率为每分钟ｌ0℃的条件下加热至200℃。2.3.7维卡软化点测试分别将界面剂含量为10%的和不含界面剂的复合材料制成10mm×10mm×3mm的样品,并以每小时上升100℃的速率测定样品的维卡软化温度。2.3.8吸水性能测试分别将界面剂含量为10%和不含界面剂的试样进行称重，精确至0.0001g，然后将分别将其浸入装有蒸馏水的容器中，试件表面低于水面5cm，温度为室温，时间间隔为24h。24h后将试样取出并再次进行称重，精确至0.0001g。第三章结果与讨论3.1接枝前后的红外光谱对比分析图8接枝粒状PP与空白粒状PP的红外线对比图谱图中，红线为反应前粒状PP的红外线谱图，蓝线为接枝后粒状PP的红外线谱图。已知1728和1261分别为酯类C=O伸缩振动和脂类C-O-C不对称振动的特征峰；1087、800分别是Si-O-C的伸缩振动和Si-O-C的变形振动，这4个峰为KH570的特征峰。如图所示，图中蓝线较红线分别在1728.56、1256.63、1092.34、808.82处多了峰。由此可以得出，在紫外光福照和光引发剂、偶联剂的共同作用下，发生了接枝反应。虽然本次接枝结果中4个特征峰不够明显，但相较于以前的接枝结果比较理想，决定将其用于混炼。图9接枝粉状PP与空白粉状PP的红外线对比图谱实验现象：试验结束后冷颈较易拔出图中，蓝线为反应前粒状PP的红外线谱图，红线为接枝后粒状PP的红外线谱图。如图所示，图中红线较蓝线分别在1728.80、1256.34、1091.94、808.91处多了峰。由此可以得出，本次接枝效果比较理想，可以将其用于混炼。虽然本次接枝结果中4个特征峰不够明显，但相较于以前的接枝结果比较理想，决定将其用于混炼。3.2界面剂含量对复合材料力学性能的影响本次复合材料配方中麻纤维的添加量均为40%（样品总量为30g，麻纤维即为12g）。界面剂含量(%)抗拉强度（MPa）断裂伸长率（%）7520.119.45019.449.637.518.7912.92522.4511.112.521.976.76.520.887.8界面剂含量(%)抗拉强度（MPa）断裂伸长率（%）2028.8911.31523.458.71025.5911.6522.9611.7021.624.0表14纯PP样品拉伸数据（不含麻纤维）在PP中加入麻纤维共混改性后复合材料的力学性能下降，而且它们的平均抗拉强度和平均断裂伸长率不稳定，原因可能是麻纤维表面有许多杂质（木质素、果胶和其他提取物），与聚丙烯混合时,这些杂质不利于PP渗入黄麻纤维表面形成结合界面，将会降低PP与麻纤维之间的界面粘合效果。其二是由于天然植物纤维的密度较小，植物纤维在体系所中占体积比增大，PP相对含量减小，承力部分减少，材料的拉伸强度降低。另外，麻纤维的加入会使复合材料中产生纤维凝聚现象,引起应力集中,使材料产生缺陷的几率增大。同时，随着粉状界面剂比例的增加，复合材料的力学性能成上升趋势。主要原因是紫外辐照作用使材料体系内产生了适度交联的结构，随着交联度的增加，PP分子间的缠结会增加，分子结构也由之前的线型变成网状分子，形成交联结构后，分子链间的运动需要更多的能量，在较小的力的作用下往往不易发生在的形变，致使材料拉伸强度增强。而随着粒状PP复合材料比例的增加，复合材料的力学性能上升得并不明显，究其原因可能是因为紫外光照射时，粒状PP的接触面积不如粉状PP的接触面积大，所以粒状PP内部并没有得到充分反应，因而混炼时影响了实验结果，所以得到的复合材料的力学性能也并无显著提高。3.3界面剂对复合材料结晶行为的影响10℃/min升温速率下空白PP与的DSC熔融曲线10℃/min降温速率下空白PP与的DSC熔融曲线通过在中画结晶曲线，如图和图，可以求得四种天然纤维复合材料的结晶特征参数，详见表和表。需要计算的降温速率下的特征温度有：起始结晶温度和结晶终止温度，结晶峰值温度为曲线峰值所对应的温度，可以直接在结晶曲线中获得。在结晶曲线的最小斜率处，也就是曲线的最小值的温度在曲线上的对应点处的切线，与上斜率为处切线的交点，即为起始结晶温度。同理，是结晶曲线的最大斜率处的切线与上斜率为处切线的交点。样品(℃)(℃)(℃)(℃)(min)(J/g)(%)PP125.8121.1115.110.71.0742.5720.5610%PP123.9120.0113.810.11.0145.1821.82结合图和表可知，和四种天然纤维复合材料的结晶区间在113℃~125℃。与纯塑料相比，添加了天然纤维之后，复合材料的结晶起始温度、结晶峰值温度和结晶终止温度都变大，最大相差约2℃。这说明天然纤维复合材料从高温熔融状态冷却的过程中，比纯PP后开始结晶并达到结晶状态，从而增加了结晶时间。从表中可以看出，天然纤维复合材料的相对结晶度明显高于PP的。添加了天然纤维之后，材料的相对结晶度显著提高，添加麻纤维后，复合材料相对结晶度增加了。这可能是由于植物纤维中含有约的纤维素，而纤维素中又含有结晶区，从而增加了结晶区在整个复合材料晶体中的比重，导致相对结晶度的增加。也有可能是由于纯熔融时的流动性较高（熔融指数为4.8g/10min），天然纤维的加入增加了基体结晶温度时的粘度，从而提高了复合材料的相对结晶度。3.4界面剂对复合材料维卡软化温度的影响图为不同紫外福照量下聚丙稀材料软化温度的变化情况。较高的软化温度使得聚丙巧需要更髙的加工温度，发泡温度的范围也变得很窄，而挤出发泡加工的过程中，对温度的变化非常敏感，材料的性能也极易受到温度变化的影响，所以要降低聚丙烯的软化温度，使得其可以在较宽的温度范围内进行挤出发泡。从表中可以看到，混入经过紫外辐照后界面剂的聚丙烯复合材料的维卡软化温度比未混入界面剂的聚丙烯复合材料低。当材料经过紫外光辐照后聚丙烯的线性分子链上接枝上了长支链，改变了聚丙烯分子链原本的高度规整性，改变了分子链紧密排列状态，増加了结晶的难度，所以在逐渐升高温度的过程中，聚丙锦的分子链可以在较低的温度下开始运动，材料软化，所以软化温度降低。3.5界面剂对复合材料吸水性能的影响把试样称重，记为，精确至0.001g，然后将这些试样浸入装有蒸馏水的容器中，温