植物纤维增强聚苯乙烯复合材料的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

发泡聚苯乙烯(EPS)具有质轻,吸湿率、吸水率低,优良的振动吸收作用,化学稳定性好以及廉价等特点,在20世纪以来被广泛应用于包装领域。但EPS化学性能稳定,使用废弃后在自然条件下200年内不会降解,造成严重的白色污染。回收EPS进行降解,需要耗费大量成本。因此寻求环保绿色包装材料成为各国研究的关注点。

植物纤维是自然界最为丰富的天然高分子材料,自然界中每年生长的纤维素(以天然植物纤维的形式存在)总量多达千亿吨,在自然资源日见缺乏的今天,充分利用植物纤维资源的潜力,是当今引人注目的研究热点。

2. 国内外研究现状分析

刘壮等利用质轻环保和廉价易得的玉米秸秆纤维与可发性聚苯乙烯为原料,开发制备了玉米秸秆纤维缓冲包装材料。通过大量实验与分析确定了制备材料的工艺与实验条件;研究了玉米秸秆纤维粒度、用量、表面处理与可发性聚苯乙烯预发条件、熟化条件对材料密度、强度的影响;对衬垫的静、动态缓冲性能和回弹性进行了测试分析,并与eldpe、eps进行对比分析,得到此缓冲材料的缓冲性能的基本特征。

孙静等采用高效液相色谱法研究了静电纺聚苯乙烯纳米纤维对水中苯系物有机污染物的吸附性能,探究了纳米纤维对苯,对氯苯,硝基苯的吸附容量随浓度和时间的变化规律.通过实验得到静电纺纳米纤维对苯,对氯苯,硝基苯的平衡吸附容量平均值分别为9182,5157和414mgg-1静态吸附4h后基本达到平衡.实验结果表明,静电纺聚苯乙烯纳米纤维能够较好地吸附苯类物质,并能多次重复利用,对水中较低浓度的苯类物质吸附是一种比较合适的吸附材料.

于春在多孔微球/纤维复合聚苯乙烯膜表面浸润性研究中发现固体表面的化学组成和微观几何结构对固体表面浸润性起着重要的作用。在ps/thf溶液的质量分数为1%和10%条件下制得的ps膜表面,分别具有平滑和无孔微球与纤维复合的结构,表面接触角分别为96.2和98.7,具有疏水特性;而质量分数为5%时所制备的膜表面,具有多孔状的微米颗粒与纳米纤维相复合的粗糙结构,表面接触角高达153,具超疏水特性。此外溶剂的挥发性和极性也对表面形貌的变化也起着重要的作用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本课题以秸秆作为增强材料，制备秸秆/聚苯乙烯复合材料，在热压工艺中，通过预热,可以提高板坯温度和降低纤维含水率,缩短麦秸碎料在热压机里的升温时间,并且麦秸是在干燥状态下受热,减小了热降解的程度。将ps粒研磨成粉末状态,易于熔融铺展,可使麦秸碎料均匀地粘结。

研究计划：

4. 研究创新点

秸秆来源广，易操作，简洁。

本试验试图通过传统的热压方式提高传热效率,不添加助剂,且采用较大的麦秸纤维形态与聚苯乙烯复合,探索开发秸秆/聚苯乙板材的制造工艺。