天然纖維常見(jiàn)的表面改性方法
天然纖維密度低、易降解、節(jié)能環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展，廣泛應(yīng)用于熱塑性塑料的增強(qiáng)改性。但通常天然纖維含有許多羥基，表現(xiàn)為極強(qiáng)的親水性能，然而樹(shù)脂基體通常具有疏水性能，會(huì)導(dǎo)致兩者的界面相容性差，從而破壞復(fù)合材料的各項(xiàng)性能。因此，通常需要對(duì)天然纖維進(jìn)行表面改性，以提高天然植物纖維與樹(shù)脂基體的相容性，才能制備具有良好性能的復(fù)合材料。
目前，天然纖維常見(jiàn)的表面改性方法主要有以下幾種：
1、蒸汽爆破預(yù)處理
蒸汽爆破是在高溫高壓情況下，使高壓下的蒸汽瞬間進(jìn)入天然纖維內(nèi)部，并在短時(shí)間內(nèi)釋放壓力，使纖維原料分裂成細(xì)纖維束。同時(shí)使纖維的結(jié)構(gòu)破壞，纖維分子內(nèi)氫鍵被打斷。
2、熱處理
熱處理是一種綠色環(huán)保的方法，該方法的目的是減少天然植物纖維中的水分。同時(shí)，天然纖維中含有的羥基也會(huì)通過(guò)熱處理減少，從而使天然植物纖維與樹(shù)脂基體有良好的結(jié)合性能。其方法主要是把纖維置于設(shè)定好溫度的烘箱內(nèi)一段時(shí)間，從而改變纖維晶體結(jié)構(gòu)的取向與規(guī)整度。
3、等離子處理
等離子體處理時(shí)要求纖維處于低真空室中，然后在低真空室中引入氣體并電離，從而產(chǎn)生等離子體。使用氣體包括氧氣、氮?dú)�、氦氣和空氣。引入的氣體離子撞擊纖維表面，引發(fā)纖維結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)變化。
4、堿處理
堿處理是目前應(yīng)用較為廣泛的纖維化學(xué)處理方法。該方法是使用氫氧化鈉 (NaOH) 改性天然纖維，除去天然纖維表面的木質(zhì)素等弱組分，顯露出纖維素分子，增加反應(yīng)位點(diǎn)，提高天然纖維表面粗糙度，從而增強(qiáng)與樹(shù)脂基體的粘附性。
5、硅烷偶聯(lián)劑處理
硅烷偶聯(lián)劑改性是一種重要的化學(xué)改性方法。主要機(jī)理是硅烷分子含有雙官能團(tuán)，可分別與纖維和樹(shù)脂基體反應(yīng)，在天然纖維與基體之間構(gòu)成“橋梁”。硅烷偶聯(lián)劑處理纖維的主要反應(yīng)過(guò)程，包括水解、縮合、形成氫鍵及共價(jià)鍵。
6、接枝共聚
在天然纖維表面接枝共聚是很有效的改性方法。反應(yīng)機(jī)理為纖維素與單體發(fā)生接枝反應(yīng)，在不完全破壞纖維素本身性能的情況下，最終使天然纖維分子鏈上接枝上不同性質(zhì)的共聚物，單體主要包括丙烯酸、丙烯腈等。
7、乙酰化處理
乙�；幚硎翘烊焕w維與酸、酸酐等發(fā)生酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)是天然纖維的羥基 (—OH) 與乙�；� (CH3COO—) 反應(yīng)的過(guò)程。纖維中的極性羥基被乙�；�，從而降低了天然纖維的極性，更利于天然纖維在樹(shù)脂基體中的分散，從而提高纖維與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合性能。
資料來(lái)源：《趙鑫,汪殿龍,孫占英.天然纖維表面改性及其在復(fù)合材料中的應(yīng)用進(jìn)展[J].工程塑料應(yīng)用,2020,48(10):167-171》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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