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玉米秸杆/植物蛋白胶纯天然复合材料的阻湿性能与微观结构研究

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为探讨NaOH处理、丙三醇对玉米秸秆/植物蛋白胶纯天然复合材料力学性能、阻湿性及微观结构的影响,文章从两个玉米秸秆处理和丙三醇含量两个方面进行研究,采用模压成型方法制得五种复合材料.分别测试未处理/NaOH处理、丙三醇添加含量分别为0、1.2%、3.3%的五种复合材料的力学性能、吸水性和吸湿率变化,采用STA449F3热分析仪分析其官能团的变化,测试接触角分析其润湿性能,采用体视显微镜观察并分析复合材料弯曲断面微观结构.结果表明:采用NaOH预处理的复合材料弯曲强度和拉伸强度分别比未处理的提高了6.29Mpa和5.38Mpa,而弯曲和拉伸弹性模量均较大,但与未处理的复合材料相比有较大的降低,冲击韧性增加了2.8KJ/m2,硬度降低了0.7,丙三醇添加含量分别为0%、1.2%、3.3%的三种复合材料中,丙三醇含量为1.2%时其拉伸强度、弯曲强度最高,比丙三醇含量为0%时增大了6.94MPa和0.06Mpa,比丙三醇含量为3.3%时增大了5.54Mpa和2.7Mpa;采用NaOH预处理和未处理的玉米秸秆纯天然复合材料接触角大小相差甚微,前者接触角最小为71.17°,丙三醇含量为1.2%时接触角最小为72.51°,丙三醇含量为0时接触角最大为89.64°,综合考虑丙三醇含量为1.2%时进行NaOH预处理的复合材料润湿性能最好;采用NaOH预处理的复合材料2h吸水厚度膨胀率比未处理的复合材料略有增加,增加值为4.3%,丙三醇含量为1.2%时的2h吸水厚度膨胀率最小,比丙三醇含量为0(2h吸水厚度膨胀率最大)时降低了75.61%;随着吸湿时间的增加,复合材料吸湿率均呈上升趋势,丙三醇含量为1.2%时进行NaOH预处理的复合材料的吸湿平衡率最小;与进行预处理的复合材料微观结构相比,采用NaOH预处理、且丙三醇含量为1.2%时的复合材料的弯曲断面微观结构较好,内部结合紧密,表面纤维暴露较少,与基体相容性最好,阻湿性较差.

Zhang Chunyan、张春燕、He Chunxia、何春霞、Qiao Yinhu、乔印虎、Xu Zili、许自立、Chen Hongjun、陈洪军、Liu Hongxia、刘洪霞

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安徽科技学院机械工程学院,安徽凤阳 233100

南京农业大学工学院,江苏南京 210031

纯天然复合材料 植物蛋白胶 玉米秸秆纤维 丙三醇 力学性能 阻湿性能 微观结构

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