氧化有机溶剂木质素基亲水性上浆剂的制备及其在聚丙烯中的应用

作者：张晨晨; 刘昱含; 赵文杰; 刘佰军; 孙昭艳; 刘万利; 王艳淼; 呼微^*

来源：应用化学, 2022, 39(12): 1854-1861.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.220051

• 氧化
• 木质素
• 聚丙烯
• 上浆剂
• 碳纤维复合材料

碳纤维(Carbon fiber,CF)复合材料的界面相容性是决定复合材料综合性能的关键性因素,上浆剂在碳纤维与基体树脂之间发挥不可或缺的作用,环保亲水性上浆剂的制备是亟待解决的研究热点问题。本文对亲水性木质素基上浆剂及碳纤维增强聚丙烯(Polypropylene,PP)复合材料进行了研究,首先将木质素氧化处理增加活性基团,再与环氧基团反应制备氧化木质素基环氧树脂,然后与醇胺和羧酸反应,获得亲水性木质素基上浆剂,进一步加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),以平衡上浆剂的吸湿性,最终制备一种稳定性优异的环保亲水性木质素基上浆剂(OLBEDK)。通过质量分数2.5%的OLBEDK处理的CF,毛丝量仅为3.0 mg;复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度与未上浆的CF增强PP复合材料相比,分别提高50.8%、34.2%、53.7%和127.8%,使CF/PP复合材料的综合性能显著提高。这归因于木质素的苯环与CF的碳六元环之间的π-π共轭作用,及KH550的烷基链与PP分子链之间发生物理缠绕,有效增强了CF与PP之间的界面相互作用。

• 单位
  吉林大学; 高分子物理与化学国家重点实验室; 长春工业大学; 东北师范大学; 中国科学院长春应用化学研究所