蛋壳粉和玻璃纤维增强再生聚乙烯/高密度聚乙烯非结构建筑复合材料的微观结构和力学性能
The microstructure and mechanical properties of eggshell powder and glass fiber reinforced recycled polyethylene/high-density polyethylene as non-structural building composites
摘要整理
聚乙烯（PE）产量巨大且应用广泛，但废弃PE产品造成严重环保污染。本研究以再生聚乙烯/高密度聚乙烯（R-PE/HDPE）为基体，PE-g-MAH为相容剂，经KH550硅烷偶联剂处理的玻璃纤维（GFKH）和蛋壳粉（ESPKH）为增强相，制备了具有优异力学性能、良好热稳定性和结晶性能的复合材料。结果表明，含30 wt% GFKH和0.5 wt% ESPKH的复合材料（GFKH/ESPKH0.5）相比基体R-PE/HDPE性能显著提升。其结晶度、储存模量、拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为62.9%、918.8 MPa、49.91 MPa、42.73 MPa和10.68 KJ/m²，相比R-PE/HDPE（47.2%、441.9 MPa、22.15 MPa、19.85 MPa、5.94 KJ/m²）分别提高33.3%、107.9%、125.3%、115.3%和79.8%。热分析表明GFKH和ESPKH的加入显著增强了R-PE/HDPE的热稳定性，GFKH/ESPKH0.5复合材料的Vicat软化温度（VST）为122.6℃，5%质量损失温度（T5%）为415.6℃，相比原始R-PE/HDPE（115.7℃和374.6℃）分别提高6.9℃和41.0℃。方差分析（ANOVA）的P值和F临界值表明ESPKH对复合材料力学性能有显著影响。本研究主要探讨复合材料性能与微观结构的关系，为再生热塑性树脂改性和高性能复合材料设计提供了新思路。与传统建筑材料对比，GFKH/ESPKH0.5复合材料在可持续建筑构件、零部件和产品制造中具有广阔应用前景。