玉米秸秆纤维素改性环氧树脂的制备

闫 安，娄春华，2*，王 灏，周永丽，刘 扬，孟令阳，施惠红

（1. 齐齐哈尔大学 材料科学与工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2. 黑龙江省聚合物基复合材料重点实验室，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

秸秆是农作物生产中副产品，也是十分重要的生物质资源。21世纪以来，随着石油资源的日益短缺，对生物质资源的利用备受关注。我国秸秆年产量高达8亿t，其中，玉米秸秆占28.6%，年产量高达2亿t［1-2］。然而，我国对秸秆利用的起步较晚，大多数采用露天燃烧的方式处理秸秆，不仅造成了资源浪费，还污染环境。将玉米秸秆重新利用是非常急迫的问题。环氧树脂自1947年工业化生产以来，已渗透到国民经济各领域，但传统环氧树脂胶黏剂固化后脆性大，受强力易发生脆性破环［3-4］。玉米秸秆不与环氧树脂反应，可作为填料使用，起到传递应力的作用，从而改善环氧树脂固化后脆性大的缺点；但玉米秸秆表面存在大量的羟基和活性基团，使其表现出较强的亲水性和极性，不利于与环氧树脂基体相容。将玉米秸秆制成玉米秸秆纤维素（CSC），可大幅降低纤维表面的羟基含量，从而降低纤维表面的亲水性。与玉米秸秆相比，CSC的表面更加粗糙，比表面积更大，有利于环氧树脂的渗透，形成“胶钉”增加机械连锁位置，产生更牢靠的机械耦合作用，提高复合材料的力学性能［5］。CSC改性环氧树脂具有更好的力学性能，适应各领域的更高要求。聚酰胺是一类常用的增韧型固化剂，聚酰胺分子中含有较长的脂肪烃碳链和极性酰胺基团，能使环氧树脂在室温和加热条件下进行交联反应，故脂肪烃碳链隔离了环氧树脂分子内的刚性苯环，使其大分子链在外力作用时仍具有较大的自由度，即赋予了环氧树脂优异的柔韧性和强度［6］。……