在過去的幾十年中,塑木復(fù)合材料已成為一個重要的工程產(chǎn)品系列。例如：用木粉與聚丙烯混合,制備了塑木復(fù)合材料。分別以PE/PP共混廢舊塑料和不同目數(shù)的稻殼粉、秸稈粉、竹粉為原料,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)制備塑木復(fù)合材料。雖然對塑木復(fù)合材料的研究已有很多成果,但是天然植物纖維在塑木復(fù)合材料中的應(yīng)用還存在一些問題,如植物纖維與基體相容性差,界面粘結(jié)性不佳;植物纖維加熱時在基體中分散不均;植物纖維表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性,在塑木復(fù)合材料的加工過程和使用過程中帶來較大影響等。
為提高塑木復(fù)合材料的界面相容性,國內(nèi)外研究者做了大量研究,其中常用的改性方法是對植物纖維表面改性,即利用各種物理或化學(xué)方法對木質(zhì)纖維或聚合物基體進(jìn)行預(yù)處理;或在復(fù)合材料制備過程中加入適當(dāng)?shù)脑鋈輨?以增加木質(zhì)纖維和聚合物基體的界面粘和性。其中,偶聯(lián)劑是最常見的界面改性劑,該改性方法改善效果最好、應(yīng)用范圍最廣,常見的偶聯(lián)劑包括硅烷、酞酸酯、異氰酸酯等。以廢舊塑料與木粉為主要原材料,用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑及NaOH溶液對木粉進(jìn)行預(yù)先處理,其中用硅烷偶聯(lián)劑處理效果最佳。以乙酸酐為酯化劑,利用機(jī)械活化法對竹粉進(jìn)行改性,然后與聚氯乙烯混合均勻熱壓成型,考察了改性竹粉/PVC復(fù)合材料的力學(xué)性能和吸水性能。我國天然植物纖維資源非常豐富,因此天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的發(fā)展無疑將充分利用我國的天然植物纖維資源并且大大促進(jìn)我國天然植物纖維的發(fā)展。竹纖維資源在我國分布較廣。竹纖維的主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、灰分等。了解植物纖維表面改性機(jī)理很重要,其將有助于研究者找到更好的植物纖維表面改性方法。如研究聚乙烯蠟接枝馬來酸酐(PEW-g-MAH)改性竹粉的機(jī)理,用傅立葉紅外光譜、熱重分析法、差示掃描量熱法等觀察改性前后竹粉的變化。結(jié)論為改性后的竹粉在59℃出現(xiàn)一個明顯的吸熱峰,這是因為改性竹粉表面存在未與羥基反應(yīng)的酸酐基團(tuán),這些基團(tuán)在空氣中會水解,當(dāng)溫度達(dá)到59℃時,又脫水重新形成酸酐基團(tuán),從而導(dǎo)致吸熱峰的出現(xiàn)。同時,這也說明竹粉經(jīng)改性以后,與PEW-g-MAH發(fā)生了化學(xué)鍵結(jié)合,竹粉表面接枝上了PEW-g-MAH分子鏈，熱穩(wěn)定性更好。
