马来酸酐接枝聚丙烯改性玉米秸秆粉增强聚丙烯复合材料的界面性能与耐水性研究

这篇研究探讨了马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）在聚丙烯（PP）/玉米秸秆粉（CSP）复合材料中的作用，通过碱处理和MAPP改性显著提升了纤维与基体的界面相容性。实验证明，75/15/10（PP/CSP/MAPP）复合材料的拉伸强度达19.5 MPa，冲击强度33.4 J/m，且MAPP有效降低了吸水率。FTIR和SEM分析揭示了极性基团减少与界面结合机制，为生物质填料在环保复合材料中的应用提供了新策略。

　　

Highlight

材料与方法

实验采用印尼棉兰当地玉米秸秆粉（CSP）作为原料，结合马来酸酐（MA）、二甲苯（C₈H₁₀）、聚丙烯（PP）及过氧化苯甲酰（BPO）等试剂。通过1%氢氧化钠（NaOH）溶液对CSP进行碱处理（30°C，2小时），随后与MAPP共混改性，旨在提升疏水性PP与亲水性CSP的界面结合力。

FTIR特性分析

改性前后玉米秸秆粉的红外光谱（FTIR）显示：碱处理显著削弱了纤维素O-H键（3400 cm^?1）的极性峰，而MAPP的引入在1730 cm^?1处出现酯羰基（C=O）特征峰，证实了MA与纤维素羟基的酯化反应。这一化学修饰有效降低了填料的亲水性，使其更适配非极性PP基体。

结论

MAPP改性使复合材料界面结合强度显著提升，冲击强度达33.4 J/m（75/15/10配比），同时吸水率降低。SEM显示MAPP促进CSP在基体中均匀分散，断裂面呈现韧性特征。该研究为开发高性能生物基复合材料提供了理论支持。