竹原长纤维制备及其增强聚丙烯复合材料研究

赵鹤，苗庆显，黄六莲，周吓星，陈礼辉

(福建农林大学材料工程学院，植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室，福州 350002)

当前汽车行业向轻量化和节能环保化发展，天然纤维增强复合材料作为汽车内饰成为研究热点，其中麻类纤维增强复合材料研究受到广泛重视[1-2]。但是麻类属于耕种作物，在全球粮价上升、耕地资源紧缺的情况下，麻纤维价格也在持续上涨。而竹材属于森林资源，生长快，且竹原纤维被称为“天然的玻璃纤维”，可以很好地替代碳纤维和玻璃纤维制备复合材料[3]，已有学者探索单根竹原纤维和竹原纤维束两种形态纤维增强聚丙烯(PP)复合材料应用于汽车结构件的可行性[4]。目前，竹塑复合材料的增强相多采用竹粉[5]或短竹纤维[6]，研究表明纤维的形态对复合材料的力学性能有很大的影响，长径比小于20的纤维在复合材料中只起到了填充作用，增强效果有限[7]。当前企业采用较多的是化学机械法制备竹原纤维，但生产效率不高，竹原纤维得率较低。

为较大程度保留木质素，制备得率较高、白度较大的竹原长纤维，笔者选择100 ℃作为预处理温度[8]，采用碱液预处理、盘磨、对撞流干燥、梳理等工艺制备竹原长纤维，分析绿竹竹片蒸煮得率和竹纤维的得率、白度、形态、化学成分、拉伸性能等，优化碱液用量和预处理时间。选择长径比较大的竹原长纤维(LBF)作为汽车内饰用复合材料的增强相。为最大程度地将LBF添加到复合材料之中……