l实验部分
　　1．1实验材料
　　棉皮：山东安丘；LDPE：牌号951-050，熔体质量流动速率1g／10rain，密度0．918～0．922g／cm3；
　　广东茂名石化乙烯工业公司；聚乙烯接枝马来酸酐(PE—g—MAH)：佛山市南海柏晨高分子新材料有限公司。
　　1．2棉皮蒸汽爆破预处理
　　将棉皮用水浸泡24h，把含水率调到30％～60％；加入水约蒸汽发生器容积的2／3；压力控制在1．0～2．0MPa；把棉皮加入到反应釜内，反应釜加热至100℃，保温一段时间后加热至150℃；蒸汽发生器压力达到2MPa左右时，保压一段时间；开启球阀实现瞬间泄压爆破；将爆破后所得到的物料清洗、干燥、密封。
　　1．3 PE／棉皮纤维复合材料样条制备
　　将预处理后的棉皮纤维干燥后，放置搅拌机混合，并按棉皮纤维质量分数添加5％的PE接枝马来酸酐改性剂。在开放式炼塑机上进行混炼，开放式炼塑机前后辊的温度均设置为160～180℃，平板硫化机的上下模的温度设置为160～180℃。将PE／棉皮纤维复合材料粉料在开炼机上开炼3min，将开炼后物料在平板硫化机上压片，保压加热5min，然后在平板硫化机的冷却保压部分上冷却5min，将压片片材取出。将片材按拉伸弯曲的标准要求制成样条，完成力学性能测试。
　　1．4仪器
　　电热鼓风干燥箱：CS1013型，重庆实验设备厂电子秤：精度为0．1g，上海第二天平仪器厂；台式电子万能材料实验机：型号5566，编号20013221美国INSTRON公司；摆锤冲击实验机：型号POE2000，INSTRON公司；开放式炼塑机：型号SK160B，上海橡胶机械厂；平板硫化机：型号QLB25D／Q，无锡市第一橡塑机械设备厂。

2结果与讨论
　　棉皮纤维是由纤维素、半纤维素、木质素、果胶及其无机低分子成分组成，其中纤维素形成微细结构，进而构成纤维，木质素、半纤维素等则作为微

2．2爆破压力对力学性能的影响
　　2．2．1爆破压力对拉伸性能的影响
　　在温度23℃、湿度55％、拉伸速度为100mm／min的条件下，进行样条的拉伸性能测试。图2是压力对改性PE／棉皮纤维复合材料拉伸强度的影响(棉皮纤维质量分数为15％)。由图2可得，纯PE拉伸强度为9．4MPa。与纯PE相比，改性PE／棉皮纤维复合材料的拉伸性能分别提高了19．5％(压力为1．2MPa)和24．0％(压力为2．0MPa)。未处理PE／棉皮纤维复合材料的拉伸强度为10．0MPa。经过蒸汽爆破预处理的棉皮纤维拉伸强度由11．3MPa(压力为1．2MPa)增加到了11．7MPa(压力为2．0MPa)，分别比未处理试样增加了12．3％和16．6％，分析其原因是蒸汽爆破预处理改变了棉皮纤维结构，提高了纤维表面粗糙度，增大了棉皮纤维与相容剂的接触面积，从而改善了棉皮纤维与PE的界面黏结性，这样使极富韧性的棉皮纤维与PE更好黏合，复合材料拉伸性能得到提高。

2．2．2爆破压力对弯曲性能的影响
　　在温度23℃、湿度55％的条件下，取样条厚度2mm，弯曲速度2．03mm／min，夹具跨度32mm，变形量1．5倍厚度即3mm。图3是压力对改性PE／棉皮纤维复合材料弯曲强度的影响(纤维质量分数15％)。由图3曲线可以看出，未处理的PE／棉皮纤维复合材料的弯曲强度为7．7MPa，比纯PE增强了12．5％，这说明棉皮纤维具有较强的刚性，可以提高样条的弯曲强度。对比未处理的PE／棉皮纤维复合材料，改性后的PE／棉皮纤维复合材料的弯曲强度比纯PE有了更大幅度的提高，且在压力为1．60MPa时出现了峰值，比纯PE增强了56．2％。当压力提高到2．0M

2．2．3冲击性能的测试分析
　　在温度23℃、湿度55％的条件下，以断裂能量表征试样的冲击强度a。

一般情况下，在塑料中填充高质量分数的未处理棉皮纤维，棉皮纤维容易团聚，与塑料的相容性差，容易造成应力集中，冲击性能差。图4是爆破压力对PE／棉皮纤维复合材料冲击强度的影响(棉皮纤维质量分数15％)。由图4看出，随着蒸汽爆破压力的增强，冲击性能增强。分析其原因是在一定爆破压力条件下，棉皮纤维的内部整体结构被破坏，各组织成分松散，棉皮纤维与PE的接触面积增加，且改性后棉皮纤维长径比提高，从而提高了复合材料的冲击强度。结果表明，爆破压力越大，对物料的破坏力就越大，越能够实现棉皮纤维的高效分离而改善冲击性能。

2．3棉皮纤维质量分数对力学性能的影响
　　2．3．1棉皮纤维质量分数对弯曲性能的影响
　　图5是棉皮纤维质量分数对LDPE／棉皮纤维复合材料弯曲强度的影响(蒸汽爆破压力

2．3．2棉皮纤维质量分数对拉伸性能的影响
　　图6是棉皮纤维质量分数对LDPE／棉皮纤维复合材料拉伸强度的影响(蒸汽爆破压力2．0MPa)。由图6看出，随着棉皮纤维质量分数的增加，拉伸强度增强。当棉皮纤维质量分数为35％时，拉伸强度比纯LDPE增强了29．6％。说明蒸汽爆破后的具有一定长径比的棉皮纤维作为一种增强剂可以改善材料的拉伸性能。

3结论
　　1)LDPE／蒸汽爆破棉皮纤维复合材料比纯LDPE和LDPE／未处理棉皮纤维复合材料的力学性能均有增强。分析其原因是处理后的棉皮纤维表面粗糙度提高，与相容剂接触面积增大，长径比明显提高。这说明改性后且保留一定长径比的纤维可以改善与LDPE的黏合性，提高复合材料力学性能。
　　2)蒸汽压力对纤维结构与性能的影响有一定规律性，从而对复合材料的影响有一定的规律性。纤维质量分数对复合材料力学性能的影响也具有一定的规律性。纯PE的拉伸强度为9．4MPa。当压力为1．8MPa、棉皮纤维质量分数为35％时出现峰值，比纯PE增强了56．7％；纯PE弯曲强度为6．9MPa。当压力为1．8MPa、棉皮纤维质量分数为35％时，出现峰值12．5MPa，比纯PE增强了82．6％。所以当压力为1．8MPa、棉皮纤维质量分数为35％时，所获得的拉伸强度和弯曲强度为最佳。