日本三井eva是一種極性共聚物，既含有可能會與木粉極性基團發(fā)生反應(yīng)的醋基基團，又具有與烯烴類樹脂相容的乙烯基基團。本文采用帶有極性基團的日本三井eva對木粉進行改性，改性后會極大提高木粉與烯烴樹脂的相容性。同時這種改性方法操作工藝簡單，具有重要的實際工業(yè)應(yīng)用價值。此外還對日本三井eva與木粉改性條件、工藝以及結(jié)合形式進行了研究。

　　一、實驗部分

　　1.主要原料

　　日本三井eva，18-3，熔體流動速率3g/10min;木粉，粒徑350μm。

　　2.主要設(shè)備與儀器

　　高速混合機，SHR-50A;綜合熱分析儀，NETZSCHrrG209;微觀掃描電鏡，HitaehS一4700;傅里葉變換紅外光譜儀，NEXUS670。

　　3.試樣制備

　　首先將適量木粉放人烘箱中于80℃溫度條件下烘干5h。然后按配方稱量日本三井eva與木粉加人高速混合機中高速混合3-10min。當(dāng)樹脂與木粉均勻分布時停止混合并取樣進行測試。

　　4.性能測試與結(jié)構(gòu)表征

　　熱重分析：溫度范圍為40-650℃，升溫速率為10℃/min，N2氣氛;

　　樣品表面噴金后進行微觀掃描電鏡分析;

　　紅外光譜分析：將樣品與KBr混合均勻制樣，掃范圍為4000-400cm。

　　二、結(jié)果與討論

　　1.紅外光譜分析

　　在進行紅外光譜分析前將原始木粉烘干以消除其中的水分，排除木粉吸附水中的經(jīng)基對紅外光譜的干擾。改性后的木粉未進行烘干處理，自然狀態(tài)存放。

　　從圖l(a)可以看出，曲線1中4000～1800cm區(qū)是一個以3417cm為中心的強寬峰，此峰歸屬為木粉纖維素多糖中經(jīng)基的伸縮振動峰，中等強度峰2931.8cm處是纖維素多糖中的亞甲基伸縮振動峰，在1063cm處是纖維素多糖中C-O吸收峰，在1600-1650cm范圍內(nèi)有一弱小吸收峰，是多糖分子中的少量水解碳基吸收峰，這些吸收峰均是纖維素和木質(zhì)素的特征吸收峰。在改性后木粉的紅外光譜圖(曲線2-4)中，1739.8cm處均出現(xiàn)了較強的碳基伸縮振動峰，2929、2850cm處出現(xiàn)甲基和亞甲基的吸收峰，這些是日本三井eva的特征吸收峰，表明日本三井eva已在木粉表面形成包覆層。

　　從圖1(b)可以看出，曲線2～4在3500～330ocm范圍內(nèi)未出現(xiàn)很強的經(jīng)基吸收峰，這與曲線1中以3417cm為中心的強寬峰有較大不同。這表明日本三井eva中的淡基可與木粉中的經(jīng)基形成以氫鍵形式結(jié)合的化學(xué)鍵，導(dǎo)致改性后木粉經(jīng)基數(shù)量明顯減少，對應(yīng)譜圖相應(yīng)位置的輕基峰基本消失，從而降低了原始木粉表面化學(xué)極性，增加了改性木粉與聚合物基體的相容性。

　　2.掃描電鏡分析

　　從圖2(a)可以看出，改性前，原始木粉的微觀形態(tài)呈現(xiàn)表面粗糙不平、多孔和長短大小不一，并有枝權(quán)分離、木質(zhì)纖維交織縱橫等現(xiàn)象。但是由于加人了日本三井eva，改性木粉呈現(xiàn)出與原始木粉完全不同的微觀形態(tài)「圖2(b)一(d)]。

　　從圖2(b)可以看出，當(dāng)日本三井eva含量為10%時，部分木纖維沒有被聚合物包覆。EVA包覆層在木粉表面有一種鋪展的趨勢。但是在部分改性木粉的表面還有EVA未包覆的現(xiàn)象，說明仍有木粉暴露，此與紅外光譜分析、熱重分析的結(jié)果一致;從圖2(C)可以看出，當(dāng)日本三井eva含量為巧%時，改性木粉的表面形貌已大為改觀，微孔減少、明亮區(qū)面積顯著增加，而月表面已變得光滑，沒有原始木粉表面的“爪形”分支現(xiàn)象。由此可以認為木粉表面基本被EVA樹脂所覆蓋;從圖2(d)可以看出，有部分改性木粉顆粒已經(jīng)粘接在一起，這種現(xiàn)象是由于EVA在木粉顆粒表面的過量包覆所致。

　　以上分析表明，日本三井eva能夠在木粉表面形成包覆層，從而能夠成為木粉與聚合物基體間的過渡層。從微觀形態(tài)分析，改性木粉中存在一個的EVA含量，若EVA過量會導(dǎo)致木粉間相互粘接，而EVA含量過少將會使部分木粉表面的木纖維未被包覆，此與由熱重分析得到的結(jié)論相一致。綜合微觀形態(tài)分析和熱重分析可知，EVA比較合適的含量為巧%，既能將木粉全部包覆，又避免了過量包覆引起的粘接現(xiàn)象，并且能夠較好地阻止木粉吸附空氣中水分。

　　三、結(jié)論

　　(l)改性后木粉的輕基峰基本消失，從而降低了原始木粉表面的化學(xué)極性，增強了改性木粉與聚合物基體之間的相容性;

　　(2)日本三井eva可以包覆木粉表面，添加過量EVA會導(dǎo)致木粉顆粒間相互粘接，當(dāng)EVA含量為15%時，在木粉表面可以形成比較完整的EVA包覆層;

　　(3)添加日本三井eva可以阻止自然狀態(tài)下的木粉吸附空氣中水分，并且可明顯提高木粉的熱穩(wěn)定性。

　　本文作者：界宏塑膠原料有限公司

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