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植物油基聚合物是一类新型环境友好型生物质高分子材料,但其存在机械强度差、韧性不好等缺点,因此需要对这类聚合物增强改性。微晶纤维素(MCC)具有密度小、羟基活性高、可完全降解、来源丰富等优点,能有效改善植物油基聚合物的性能。但用MCC作为增强材料,存在分散性差、与植物油基聚合物相容性不好等问题,所以未改性的MCC对植物油基聚合物性能的提升非常有限。本论文对MCC分别进行氧化改性、异氰酸酯接枝改性制备双醛纤维素(DAC)、十八烷基异氰酸酯接枝MCC(18C-g-MCC)和六亚甲基二异氰酸酯接枝MCC(HDI-g-MCC),以改善MCC与植物油聚合物的相容性。采用改性MCC分别增强环氧大豆油(ESO)基聚合物、蓖麻油基聚氨酯(COPU)制备复合材料。最后采用MCC和COPU弹性体对ESO聚合物同时进行增强、增韧制备ESO聚合物/COPU/MCC三元生物质复合材料,同时改善了ESO聚合物性脆、COPU弹性体机械强度差的问题。本文主要检测手段有SEM、FTIR、XRD、DMA、TGA、力学性能测试、接触角和吸水率测试。主要研究内容和结论如下:1.MCC、DAC增强ESO聚合物复合材料的研究:高碘酸钠氧化MCC制备DAC,然后增强ESO聚合物制备复合材料。结果表明:MCC和DAC的加入均可提高复合材料的力学性能。当MCC含量为20wt%时,ESO聚合物/MCC复合材料无缺口冲击强度和缺口冲击强度最大,分别为40.95 KJ/m2和9.57 KJ/m2,分别比ESO聚合物增大了169%和145%;拉伸强度达到最大值10.63 MPa,增大100%。而ESO聚合物/DAC复合材料的拉伸强度和冲击强度比ESO聚合物/MCC复合材料更为优异。随着纤维素含量增加,两种复合材料的Tg升高,亲水性、吸水率均增强。2.ESO聚合物/18C-g-MCC复合材料的研究:以MCC为原料,采用十八烷基异氰酸酯接枝MCC来提高其与基体之间的界面相容性。研究结果表明:18C-g-MCC和ESO聚合物体系有着良好的界面粘结性,复合材料的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率均有较大程度的提升,分别比ESO聚合物增大670%、400%和320%。随着纤维素含量的增加,复合材料的Tg增大;然而相比于ESO聚合物/MCC复合材料,其亲水性、吸水率均减小。3.MCC、18C-g-MCC和HDI-g-MCC分别增强COPU制备复合材料的研究:首先,MCC的加入使得COPU的拉伸强度、断裂伸长率增大,亲水性变好;经过改性后的MCC亲油性增加,与COPU基体有着良好的界面粘合性,因此COPU/18C-g-MCC复合材料与COPU/HDI-g-MCC复合材料的力学性能、热稳定性、动态机械性能和疏水性能均有很大程度的改善。4.ESO聚合物/COPU/MCC三元生物质复合材料的研究:将MCC和COPU对ESO聚合物进行同时增强、增韧改性,研究表明,复合改性后的ESO聚合物/COPU/MCC复合材料的拉伸强度比ESO聚合物/COPU增大200%,断裂伸长率增大16.9%,无缺口冲击强度和缺口冲击强度分别增大132.6%和191.4%。随着MCC含量的增加,ESO聚合物/COPU/MCC复合材料的亲水性增加,Tg增大。