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本文以PCL基聚氨酯预聚体(PCLPU)为增容剂,在密炼机中采用熔融反应的方法成功制备了一系列具有新型界面结构的纤维素/PCL复合材料。首先研究纤维素/PCL复合材料界面结构的增容机理及其材料的性能,然后探究不同PCL基聚氨酯预聚体含量对纤维素/PCL复合材料结构与性能的影响,最后进一步研究不同纤维素含量对纤维素/PCL复合材料结构与性能的影响。本文主要由以下三个部分构成:(1)研究PCL基聚氨酯预聚体增容的纤维素/PCL复合材料的结构与性能。通过各种测试与表征,发现这种多功能聚氨酯层位于纤维素与PCL基质的界面处。一方面为聚氨酯层上的多NCO活性基团与纤维素的多羟基以氨酯共价键连接形成氨酯层,以提高PCLPU与纤维素的界面粘附力;另一方面PCLPU中的PCL软段与PCL基质通过物理的结晶交联作用,提高了 PCLPU与PCL基质的界面粘附。因此,PCLPU对纤维素和PCL均具有良好的增容效果,与未增容的纤维素/PCL复合材料相比,增容的复合材料表现出更优异的形态结构、热分解稳定性和良好的机械性能。(2)研究不同PCL基聚氨酯预聚体含量对纤维素/PCL复合材料结构与性能的影响。在密炼机中通过熔融反应的方法制备了一系列不同PCLPU含量的纤维素/PCL复合材料,并对它们进行了测试和表征。结果表明,复合材料的热分解稳定性是随着PCLPU含量的增加而增加,结晶性能则下降。复合材料的机械性能在PCLPU含量低于15%时,是随着PCLPU含量的增加而增加,而当含量达到20%时反而稍稍下降,这可能是因为PCLPU本身是一种弹性材料,此时聚氨酯含量的影响比交联程度的影响更大。因此,不同PCL基聚氨酯预聚体含量是改善纤维素/PCL复合材料相容性及材料性能一个很重要的影响因素。(3)研究不同纤维素含量对纤维素/PCL复合材料结构与性能的影响。熔融法制备了一系列不同纤维素含量的纤维素/PCL复合材料。通过各种测试与表征,得出纤维素与PCL之间的界面相容性是随着纤维素含量的增加而下降。材料的热分解稳定性和断裂伸长率也随纤维素含量的增加而下降,这主要是因为在相同含量的PCLPU增容效果下,纤维素含量越多,纤维素与PCLPU产生的交联程度越低,界面粘结力下降;断裂强度却随着纤维素含量的增加而增加是由于纤维素本身就具有较高的强度。因此,不同纤维素含量也是改善纤维素/PCL复合材料相容性及材料性能一个很重要的影响因素。