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木质素是一种储量丰富的可再生资源,木质素的高值化利用已经成为其应用研究的重要方向之一。碱木质素主要来自制浆造纸的副产物,其结构比较复杂,而且包含较多的极性官能团,在与极性较低或结构差异较大的高分子材料共混时会有明显的不兼容性,对复合材料界面研究的主要方法是从微观化学结构角度表征,或者根据复合材料热、力学等宏观性能变化间接推测分析其界面作用,缺少直接定量的评价体系。为此,本研究尝试从碱木质素和ABS高分子材料的表界面研究出发,推测聚合物混容性并指导两者的改性方向,目的使其能更好的相容,从而使复合材料有较好的性能,同时引入溶解度参数与材料的性能作为定量表征界面相容性的物理量,建立碱木质素/ABS复合材料溶解度参数与其力学性能以及表面性质的关系模型,并对其相关性进行验证。研究结果如下:通过反相气相色谱(IGC)法对碱木质素和ABS材料的相容性进行表征,采用Schultz法,以系列正烷烃为非极性溶剂探针,对不同温度下碱木质素和ABS的表面自由能色散分量(γsD)进行计算。采用Good-van Oss法,分别以甲苯和二氯甲烷为碱性和酸性探针,计算得到碱木质素和ABS表面自由能特征分量(γsSP)。结果表明,碱木质素在不同温度下的γsD和γSsSP分布散乱,而ABS的γsD和γsSP随温度的变化而呈线性变化关系;采用Flory-Huggins作用参数(χAB)对碱木质素/ABS复合体系相容性进行理论预测,χAB值约0.29,说明碱木质素和ABS共混相容性差,需要进行改性以提高两者的相容性。在碱木质素/改性ABS体系中,利用IGC法测定了不同含量碱木质素共混物的相关热力学参数和溶解度参数,得到不同碱木质素含量共混物室温下的溶解度参数δ2分别为21.26、18.85、20.30和18.94(J/cm3)0.5。碱木质素/改性ABS复合材料拉伸强度与溶解度参数符合二次项关系:Y=12.58X2-496.32X+4958.54(18.85≤X≤21.26),其中 X 和 Y 分别是该复合材料的溶解度参数和拉伸强度;碱木质素/改性ABS复合材料溶解度参数与静态接触角以及表面张力之间的关系满足:Y=4.67X2-182.43X+1861.73(18.85≤X≤21.26),其中X和Y分别是该复合材料的溶解度参数和接触角大小,Y=-2.91X2+113.74X-1053.69(18.85≤X≤21.26),其中X和Y分别是该复合材料的溶解度参数和表面张力大小,统计学分析以及进一步的实验验证说明以上关系模型的准确性。在乙酰化碱木质素/ABS体系中,同样利用IGC法测定了不同含量乙酰化碱木质素共混物的相关参数,然后对乙酰化碱木质素/ABS复合材料的溶解度参数和拉伸强度以及表面性质之间的关系进行定量,建立了乙酰化碱木质素/ABS树脂复合材料溶解度参数与力学性能以及表面性质的关系模型,实验验证和统计学分析说明了其准确性。在碱木质素/ABS及PVA体系中,不同比例碱木质素含量共混物溶解度参数与表面性质之间也有很强的相关关系,对其进行定量研究结果满足二次式,然后通过统计学分析和实验验证说明关系模型的准确性。碱木质素的加入对碱木质素/ABS复合材料的阻燃性也会产生一定的影响,随着木质素的加入,其氧指数有一定增加,但不能达到使用要求;加入15%阻燃母粒且碱木质素含量为30%时,其氧指数为28.0%,起到很好的阻燃效果。