纤维处理

麻纤维

短麻纤维表面处理：KH550处理：将KH550和无水乙醇按1:1比例配成溶液，将短亚麻纤维浸入混合溶液处理30 min，取出，在80℃烘箱中干燥至恒重备用。NaOH处理：将NaOH配成2%水溶液，将短亚麻纤维浸入NaOH水溶液处理30 min，取出，在80℃烘箱中干燥至恒重，备用。

短亚麻纤维/PLA复合材料制备：将PLA、短亚麻纤维（将长亚麻纤维剪为长度≤5 mm）在80℃烘箱中干燥6 h后，取出，按一定配比加入高速混合机混合，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度140~160℃。将切好的粒子在80℃烘箱中干燥8 h后，注塑成标准样条以备测试。为了消除加工过程对实验结果的影响，将纯PLA用相同条件挤出加工。

剑麻纤维

用质量分数为18%的常温NaOH对剑麻浸泡处理3h

1.将梳理整齐的长剑麻纤维用纤维切割机切成10mm长的短纤维。2，配制一定

质量分数为18%的氢氧化钠溶液。由于氢氧化钠的溶解属于放热过程，因此需要等溶液的温度降至室温后，再将短切后的纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，处理时间为3h,；3.将经碱处理的剑麻纤维用蒸馏水洗至中性，散开风干后备用。

复合材料的制备

1.原料的干燥。分别将未改性处理的剑麻纤维，碱处理剑麻纤维在50度温度下

的恒温鼓风干燥箱中干燥5h，聚乳酸粒料在50度温度下干燥8h

2.开炼共混。开炼机双辊温度设置为180度，预热1h，按照纤维质量分数为

10wt%、20wt%、30wt%和40wt%分别称取上述干燥后的改性剑麻纤维和聚乳酸粒料。调整开炼机转速5r/min，将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入相应的剑麻纤维，调整转速为25r/min，然后翻料共混5-6min,使剑麻和聚乳酸基体充分混合均匀。

3.预压。将开炼后的共混物趁热预压成5-6mm厚的片材，备用。

4.热压成型。将上述预压共混物在平板硫化机上经预热2-3min，反复泄压加压

放气1min，除去复合材料熔体中的气泡，保压5-6min，后冷却成型，分别制得尺寸为160mm*80mm*4mm和160mm*80mm*1mm的复合板材，成型温度为185度，压力为10Mpa

5.

竹纤维

本试验共制作了竹纤维体积分数分别为30%、40%、50%、60% 和70% 的五种竹原纤维/PLA 复合材料。按不同配比分别称取竹原纤维和PLA 纤维，混合后使用和毛机对纤维开松两遍，用罗拉梳理机梳理一次，锡林转速为560 r /min; 将梳理得到的纤网进行裁切和叠层，制成竹原纤维/PLA 预成型件，在温度为80 ℃的八篮烘箱中烘燥0．5 h，去除纤网中的水分; 采用模压机对预成型件进行压制成型，使用敞开式模具，分预成型件预压、压实、冷却定型三个步骤进行，模压温度为190 ℃，压强为10 ～15 MPa，使PLA 充分熔融。

1.5 竹纤维碱处理及其复合材料制作在碱处理工艺中，碱浓度是影响最为显著的因素，故设计了以碱浓度为单因子变量的碱处理工艺。以尿素作为膨胀剂，质量分数为0．15%。碱液的NaOH 质量分数设定为1%、4%和7%三个水平，在20 ℃下处理1 h，采用单纤断裂强度［13］和纤维表面结构电镜观察作为碱

处理改性评价指标。在探索得到较优碱浓度后，再进行碱浓度精细化试验。依据不同碱浓度进行处理后的竹原纤维各项性能的变化，确定最优碱处理工艺，设置竹纤维体积分数为30%、40%、50%、60% 和70%五个水平，并制作碱处理竹原纤维/PLA 复合材料。

剑麻纤维

1.首先将剑麻纤维通过XQD140型纤维切割机短切至2cm、3cm：再将夹

好的纤维加入浓度为18%的NaOH溶液中处理10min，使纤维浸入处理

溶液中

2.松开和干燥：对处理过的纤维进行撕扯和松解，降低纤维快密度，使纤

维与杂质的联系减弱，一些粘附性较小的杂质将被分离开。将纤维置于

90度干燥箱内干燥1h

3.混炼。将碱处理的纤维干燥后与PLA基体在开炼机中混合8-10min，开

炼机温度为200度，待PLA基体充分浸润纤维后停止混炼。

4.压制成板。在平板硫化机中开炼制得复合材料压制成板。硫化机温度200

度，压力15Mpa，压制8-10min

5.

小麦秸秆

小麦秸秆的制备：将小麦秸秆纵向分离后洗涤烘干，置于4%质量分数的NaOH溶液中，100度处理1h。处理完毕后用乙酸溶液中和，清水洗涤呈中性，于烘干箱中80度烘干至恒重。

PLA/小麦秸秆纤维复合材料的制备：PLA／小麦秸秆纤维复合材料采用热压成型的制备方法，实验设备为Carver热压机。PLA纤维与小麦秸秆纤维的质量比为40∶60，采用一层PLA纤维一层小麦秸秆纤维的铺层方法，并且使材料的上下表面层均为PLA纤维层，以便于小麦秸秆纤维与PLA 基体之间的粘合。先将铺层混合的PLA／小麦秸秆纤维材料在热压机上进行预压，预压温度为50℃，压力为５MPa，预压时间为3 min，再进行热压，热压温度为175℃，压力为10ＭPa，热压时间为5min，最后冷却得到复合材料。

木纤维

碱处理：将一定量的木纤维放在不同浓度的NaOH溶液中浸泡24小时后（其中木纤维和溶液的比值为1:5），然后水浴脱碱至中性，干燥后放入密封袋中备用。

偶联剂处理：将有机硅烷偶联剂配成3%的无水乙醇溶液，混合均匀，称取一定质量纤维浸泡在此溶液中24小时后，在通风橱中挥发掉溶剂，60度干燥后放在密封袋中备用。

苎麻纤维

苎麻纤维的预处理将经过脱脂的苎麻剪成8 ～ 10mm 的短纤维，放入烘箱60℃干燥2h，然后放入KH-550 水溶液( 质量分数1%) 中浸泡15min，取出80℃干燥5h，然后放入干燥器中保存待用．

将PLLA 与PEG 按比例混合; 加热共聚，加入苎麻纤维( 纤维含量40%) 充分搅拌混合; 再加入TDI继续搅拌直到混合均匀，预固化后，将其取出平铺于平板硫化机内保持压力为3MPa，温度为100℃模压2h，当温度降到50℃时取出，置烘箱中，80℃退火2h，继续固化、去应力，最后自然冷却