催化剂对竹颗粒增强PVC基复合材料弹性模量的影响

用氢氧化钠、硅酸钠、硫酸、碳酸钠、碳酸钾作为催化剂水热处理竹颗粒后,其增强PVC基复合材料的弹性模量如表12.4所示。

表12.4 催化水热处理竹颗粒后其增强PVC基复合材料的弹性模量

注:1.反应过程中竹颗粒的浴比为1∶5,反应时间为30min。
2.数值后的字母(即a,b,c,d,e)相同表明在P<0.05下数据间的显著性水平无差异。

当氢氧化钠催化剂浓度为2%时,水热处理温度达到160℃时复合材料的弹性模量达到极大值,为(4469.43±271.17)MPa。140℃下1%浓度氢氧化钠水热处理复合材料的弹性模量大于140℃下2%和0.5%氢氧化钠的处理结果;160℃下不同浓度氢氧化钠处理的复合材料弹性模量变化趋势相同,160℃下氢氧化钠浓度为1%时复合材料的弹性模量达到极大值,为(4992.96±9.71)MPa。氢氧化钠改善了竹颗粒与PVC基体的相容性,因此复合材料的弹性模量提高,不同浓度催化剂和不同处理温度对竹颗粒的修饰作用存在差异,竹颗粒与PVC基体的相容性及两者的作用机制存在不同,因而复合材料的弹性模量存在不同。(www.zuozong.com)

当硅酸钠催化剂浓度为2%时,水热处理温度达到160℃时复合材料的弹性模量达到极大值,为(5811.73±60.66)MPa。140℃下1%浓度硅酸钠水热处理复合材料的弹性模量大于140℃下2%和0.5%硅酸钠的处理结果;160℃下不同浓度硅酸钠处理的复合材料弹性模量变化趋势略有差异,160℃下1%浓度硅酸钠水热处理复合材料处理的弹性模量大于0.5%浓度的处理结果,但小于2%浓度的处理结果。160℃下硅酸钠浓度为2%时复合材料的弹性模量达到极大值,为(5811.73±60.66)MPa。

当碳酸钠催化剂浓度为2%时,水热处理温度达到160℃时复合材料的弹性模量达到极大值,为(5694.22±266.48)MPa。140℃下1%浓度碳酸钠水热处理复合材料的弹性模量大于140℃下2%和0.5%碳酸钠的处理结果;160℃下1%浓度碳酸钠水热处理复合材料的弹性模量小于160℃下2%浓度碳酸钠水热处理结果,160℃下大于0.5%浓度碳酸钠水热处理结果。160℃下2%浓度碳酸钠水热处理复合材料的弹性模量达到极大值。

当碳酸钾催化剂浓度为2%时,水热处理温度达到160℃时复合材料的弹性模量达到极大值,为(6089.49±347.49)MPa。140℃下1%浓度碳酸钾水热处理复合材料的弹性模量大于140℃下2%碳酸钾的处理结果,小于140℃下0.5%碳酸钾的处理结果;160℃下1%浓度碳酸钾水热处理复合材料的弹性模量小于2%和0.5%浓度碳酸钾160℃水热处理结果。160℃下2%浓度碳酸钾水热处理复合材料的弹性模量达到极大值。

随着水热处理温度的增加,硫酸催化水热处理竹颗粒增强PVC基复合材料的弹性模量逐渐减小,120℃下0.5%浓度硫酸水热处理复合材料的弹性模量为(4985.33±44.14)MPa。

总之,催化剂种类和浓度对竹颗粒增强PVC基复合材料的弹性模量影响显著。通过比较发现,碳酸钠和碳酸钾催化水热处理对复合材料弹性模量的改善效果较为明显,160℃下催化剂浓度2%的碳酸钾水热处理竹颗粒后,其增强PVC基复合材料的弹性模量达到最大值,为(6089.49±347.49)MPa。