植物纤维复合材料具有人类亲和性,环保友好性和可持续性的特点。通过对这种材料的开发和应用,我们可以提高植物纤维的综合利用水平,降低因废弃资源处理不当造成的严重损害,减少PP的用量。尽管植物纤维具有上述的优点,但是植物纤维复合材料的力学性能相比其他增强复合材料的力学性能较低。本文中采用气辅挤出成型和辊压牵伸成型,从加工工艺上来改善植物纤维复合材料的力学性能,具有非常重要的科学意义和现实意义。 与传统的挤出方式相比,气辅挤出成型能够降低制品离模温度。辊压牵伸成型是一种间歇式的聚合物自增强成型技术。本文利用气辅挤出成型的聚合物制品的离模温度可低于熔点的特点,将其和辊压牵伸成型结合起来,形成连续式自增强成型过程。在研究过程中,自行设计了气辅挤出口模,并在口模设计过程中,使用转矩流变仪测定复合材料的流变性能,为口模设计过程提供流变参数。本文不仅系统地从复合材料改性方面探讨植物纤维复合材料体系中各因素对其力学性能影响,还分别比较了基于气辅挤出的辊压牵伸成型和低温挤出的辊压牵伸成型两种不同的工艺条件对聚合物力学性能和微观结构的影响。 研究表明PP/剑麻纤维复合材料的力学性能主要受纤维含量、纤维长度和相容剂(PP-g-MAH)含量的影响。复合材料的弯曲性能随着纤维含量和纤维长度增加而增加,而冲击性能和断裂伸长率都随着纤维含量的增加而减小。相容剂能够很好的改善剑麻纤维和PP的界面结合状况。但相容剂的用量要适当,本文中最佳相容剂的用量为6％～9％。 研究发现辊压牵伸成型能够提高挤出片材的力学性能。辊压牵伸成型中片材的拉伸性能和弯曲性能都随着牵伸比的增大而增大。与低温挤出辊压牵伸片材相比,气辅挤出辊压牵伸片材的力学性能得到进一步的提高。DSC分析表明,气辅挤出的片材在辊压牵伸成型时,PP中会出现β晶型,这使得复合材料的力学性能得到提高。