响应面法优化亚麻纤维/聚乳酸复合材料的制造工艺

以聚乳酸纤维为基本相,亚麻纤维为增强体,通过层结构铺装热压制得亚麻纤维/聚乳酸复合材料。通过单因素试验分析了各因素对复合材料力学性能的影响,确定了各因素试验范围。利用响应面法确定出最优的工艺参数:亚麻用量43%,硅烷用量4%,热压温度190℃。按照此工艺条件制造的复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量分别为49.70 MPa、3.12 GPa、33.50 MPa和2.34 GPa。     

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂，对竹粉/聚丙烯（PP）复合材料进行阻燃改性，研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响；基于APP的最佳用量，以APP、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR），研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明，随着APP用量的增加，复合材料的阻燃性能不断增强，但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时，其综合性能较佳，与未阻燃复合材料相比，极限氧指数（LOI）由17.1%提高至21.5%，弯曲模量和缺口冲击强度（NIS）分别增强14.8%和32.2%，弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时，添加15% IFR的复合材料的力学性能总体增强，与未阻燃复合材料相比，弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%，仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示，IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%；LOI提高至25.9%，复合材料的阻燃性能进一步改善，但是，总产烟量增大了16.7%，该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。     

竹纤维粒径与比例对石竹塑复合材料的性能影响

【目的】阐明不同竹纤维粒径和原料配比对竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料物理力学性能的影响机理,为石竹塑复合材料的工业化生产与应用提供依据。【方法】以碳酸钙、竹纤维和聚丙烯为原料,在控制竹纤维粒径（40目、80目和120目）与原料配比的基础上,制备竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料,考察其物理力学性能,并采用扫描电子显微镜、热重分析仪和熔融指数仪对复合材料的微观结构、热稳定性和流动性进行表征。最后,综合考虑生产成本与相关性能要求,为竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料的生产与应用提出建议。【结果】随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均逐渐下降,而密度则呈上升趋势。竹纤维粒径对复合材料物理力学性能的影响较为显著。当竹纤维粒径为80目,碳酸钙和竹纤维添加量分别为5%和45%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量最优,分别为36.09 MPa、62.6 MPa和4.30 GPa。碳酸钙添加量对复合材料冲击强度的影响不大。此外,随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的热稳定性与熔体流动性均有所改善。当碳酸钙添加质量占比为20%时,复合材料的熔体流动速率为16.50 g/10 min,...     

马来酸酐接枝乙烯与辛烯共聚物对木粉/聚丙烯复合材料力学性能的影响

通过引入马来酸酐接枝乙烯与辛烯共聚物(MA-POE)提高了木粉/聚丙烯(WF/PP)复合材料的韧性,并通过动弹性模量分析探讨了MA-POE对WF/PP复合材料低温力学性能的影响。研究结果表明,加入MA-POE后复合材料冲击强度在-20℃和20℃条件下比未添加MA-POE的空白样分别提高了60%和68%;在常温下弯曲强度从41.70MPa升高到50.86MPa,提高了22%;MA-POE能够有效地降低WF/PP复合材料的弹性模量、储能模量和损耗模量,使三者都向低温偏移;采用MA-POE先与PP熔融共混后再与木粉混合的工艺可以进一步提高复合材的强度。动弹性模量分析证明添加MA-POE能够改善WF/PP复合材料的低温韧性。通过扫描电子显微镜也进一步印证了两相结合得到了改善。     

马尾松纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的实验

对马尾松热磨机械浆纤维增强聚丙烯复合材料力学性能进行测试与分析，结果表明：对纤维进行接核处理和偶联处理，可以明显改善纤维与取丙烯基体共混体系的力学性能；纤维与助剂的含量对复合材料力学性能的影响显著，马尾松热磨机械浆含量25％左右时，复合材料可达到的力学性能指标为拉伸强度27MPa以上、弯曲强度40MPa以上、冲击强度（缺口）5kJ/m^2以上。     

钛酸酯偶联剂对竹塑发泡复合材料性能的影响

研究了钛酸酯(DN301)偶联剂对竹塑发泡复合材料物理力学性能、热学性能和流变性能的影响,并采用环境扫描电镜观察材料的界面微观结构.结果表明,添加适量的钛酸酯可有效提高竹塑发泡复合材料的力学性能和耐水性能,钛酸酯最佳用量为竹粉质量的2%,材料密度为0.85 g·cm-3,比弯曲、比拉伸、比缺口冲击强度、弯曲模量分别为42.68 MPa、22.32 MPa、5.83 kJ·m-2和2828.04 MPa,与未改性时相比,分别提高了10.4%、7.9%、15.8%和6.8%;改性复合材料浸水1440 h后的吸水率和厚度膨胀率分别由未改性时的8.80%和1.85%降至2.48%和1.36%.频率扫描结果显示,改性复合材料的储能模量和复数黏度下降,流变性能和均相性增强.热重测定结果表明,改性复合材料的热稳定性略微提高.扫描电镜观察结果表明改性复合材料的界面相容性提高.     

有机蒙脱土改性麦秸粉/聚3-羟基丁酸酯复合材料的性能

为实现小麦秸秆高值化利用,降低聚3-羟基丁酸酯(PHB)生产成本,同时综合提高麦秸粉(WSF)/PHB复合材料的物理力学性能和热性能。通过有机蒙脱土(OMMT)熔融共混改性WSF/PHB复合材料,热压—冷压工艺制备复合材料,探究OMMT添加量对复合材料性能的影响。结果表明:复合材料经OMMT改性后,OMMT层间距增大,部分PHB分子链进入OMMT层间,制备得到了插层型复合材料,复合材料的界面相容性得到改善。当OMMT添加量为1%时,相比对照组,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、冲击强度分别提高了13.49%、13.78%、9.52%、15.53%、12.59%,吸水率下降了2.15%,复合材料的结晶度相比对照组提高了12.73%。OMMT的加入降低了复合材料的起始分解温度,但提升了复合材料的热稳定性及高温耐烧蚀性能。     

复合方式对木纤维-聚乳酸生物质复合材料结构与性能的影响

为研究不同受热与剪切作用程度的复合方式对木纤维聚乳酸（WF PLA）生物质复合 材料结构与性能的影响,分别采用常规混合、高速混合、熔融挤出法制备了WF PLA生物 质复合材料,并用DSC、TGA、GPC等方法进行了分析。结果表明:①不同复合方式对WF PLA 生物质复合材料结构与性能有显著影响。②受热与剪切作用时间最长的熔融挤出法制备的WF PLA生物质复合材料,弯曲强度最低（25.39 MPa）,密度最大 （1.34 g/cm3）,耐水性最好,熔点和热分解温度明显降低,聚乳酸相w和n分别只有聚乳酸原料的13.5%和14.6%。③受热与剪切作用时间最短的常规混合法制备的WF PLA生物质复合材料密度最小（1.25 g/cm3）,弯曲强度最高（50.98 MPa ）,但耐水性差,聚乳酸相w和n分别是聚乳酸原料的699% 和67.3%。④受热与剪切作用适中的高速混合法制备的WF-PLA生物质复合材料弯曲强度、密度、耐水性均居中,弯曲模量最高（5.13 GPa）,综合性能最好,聚乳酸相w和n分别为聚乳酸原料的51.0%和51.9%。⑤不同复合方式引起聚乳酸分子降解是影响复合材料性能的关键。      

竹粉/废旧聚乙烯复合材料的性能

为提高竹材的利用率、增强废旧塑料的综合利用,制备了竹粉/废旧聚乙烯复合材料,研究了不同竹粉质量分数对复合材料弯曲性能、缺口冲击强度、蠕变性能和加速老化性能的影响。结果表明,当竹粉质量分数为0、15%、30%和45%时,随着竹粉质量分数增加,复合材料的弯曲性能和抗弯曲蠕变性能呈现增强趋势,而缺口冲击强度逐渐下降,抗氙灯加速老化性能略微下降。当竹粉质量分数为30%时,竹粉/废旧聚乙烯复合材料的综合性能最佳:弯曲强度为22.36 MPa、弯曲模量为1 033.61 MPa,与未添加竹粉的试样(对照样)相比,分别增强了18.4%和92.2%,缺口冲击强度为12.41 k J·m-2,下降了39.3%; 75%应力水平下,经历3 600 s蠕变试验后,复合材料产生挠度0.59 mm,而对照样527 s蠕变试验后就发生脆性断裂,产生挠度1.68 mm;经历480 h氙灯加速老化后,弯曲强度和弯曲模量的保留率分别为85%和80%,色差为38.1。     

竹叶/HDPE复合材料的制备及性能

  目的  探讨竹叶和高密度聚乙烯（HDPE）制备竹叶基复合材料的可行性，以提高竹叶的附加值，实现竹叶废弃物的综合利用。  方法  以经乙醇提取后的毛竹Phyllostachys edulis叶为原料，HDPE为增强基体，添加适量助剂，采用热压成型与注塑成型2种工艺制备竹叶/HDPE复合材料。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）进行结构与性能的表征，探究不同成型工艺下不同竹叶质量分数对复合材料的性能影响。  结果  热分析结果表明:2种工艺制备的竹叶/HDPE复合材料热稳定性均随着竹叶质量分数的增加而提高。力学性能结果表明:随竹叶质量分数增加，注塑成型竹叶/HDPE复合材料拉伸强度逐渐降低，抗拉模量逐渐增大；弯曲强度先增大后减小，当竹叶质量分数为40%时，热压成型和注塑成型复合材料弯曲强度均达到最大，分别为28.72和30.20 MPa。随竹叶质量分数增加，2种工艺制备的复合材料弯曲模量逐渐增大，最大值分别为1 564.92和1 696.15 MPa；冲击强度逐渐减小。  结论  相比而言，热压成型竹叶/HDPE复合材料热力学性能更加稳定，是具有一定应用前景的、环境友好的新型材料。     

硅烷对竹塑发泡材料流变及力学性能的影响

采用注塑法制备竹粉/PP发泡复合材料,并对不同添加量硅烷偶联剂KH570复合材料的流变及力学性能进行了研究。频率扫描结果显示,所有复合材料均表现出剪切变稀行为;经过KH570改性的复合材料,其储能模量、损耗模量及复数黏度与未改性时的相比,总体呈现下降趋势,流变性能改善。剪切速率扫描结果表明,所有复合材料均表现出典型的非牛顿假塑性流体行为;随着KH570用量的增加,非牛顿指数增大,体系表观黏度对剪切速率的依赖性减小;同时材料的力学性能先提高后降低,添加2%KH570时,复合材料的力学性能最佳,与未改性的复合材料相比,比弯曲、比拉伸和比冲击强度提高了6.1%-23.8%。     

紫外线光固化竹粉/丙烯酸酯复合材料的性能

为提高木塑复合材料制备效率、节约能源,丰富和完善木塑复合材料的制备技术,通过紫外线光(UV)固化技术制备竹粉/丙烯酸酯复合材料,并研究了竹粉含量对竹粉/丙烯酸酯复合材料动态力学性能、弯曲性能、吸水率的影响。结果表明,竹粉与丙烯酸酯能较好地生成交联网络结构,改善竹粉/丙烯酸酯复合材料的物理性能,其弯曲性能随着竹粉含量增加而增强,并在竹粉含量20%时达到最大值,之后逐渐变弱。竹粉/丙烯酸酯复合材料的储能模量随竹粉含量增加而增加,但竹粉含量超过20%时其储能模量开始下降;竹粉的加入导致竹粉/丙烯酸酯复合材料的玻璃化转变温度(Tg)从84℃提高到105℃。竹粉/丙烯酸酯复合材料具有良好的耐水性,经沸水浸泡后,其吸水率变化不大。当竹粉含量为20%时,竹粉/丙烯酸酯复合材料具有较佳的物理性能:弯曲强度39.4 MPa,弯曲模量2 800 MPa,吸水率5.95%。     

化学竹浆纤维增强不饱和聚酯复合材料的老化性能

研究了化学竹浆纤维增强不饱和聚酯复合材料在紫外加速老化与湿热老化后力学性能变化与尺寸稳定性.结果表明,在室温与环境湿度下放置1年后,纤维未改性的复合材料弯曲强度无显著变化,弯曲模量下降31.5%;纤维经N-羟甲基丙烯酰胺改性的复合材料弯曲强度下降14.6%,弯曲模量下降37.6%.紫外线加速老化200 h后,纤维未改性的复合材料弯曲强度、弯曲模量与尺寸均无显著变化.湿热老化对复合材料力学性能有显著影响,沸水浸泡2 h后,复合材料弯曲强度保留率为49.4%,弯曲模量保留率为35.6%.     

木粉热处理对木塑复合材料性能的影响

为研究热处理木粉对木塑复合材料吸水性能和力学性能的影响,分别将180、200和220℃热处理0、1、2和3 h后的杉木木粉与高密度聚乙烯( HDPE)复合制备木塑复合材料( WPC),并对其吸水性能和力学性能进行测定,通过环境扫描电镜( ESEM)观察材料拉伸断面的形貌。结果表明,随着处理温度的升高和时间的延长,木粉的吸湿性减小, WPC的吸水性明显降低,而WPC的力学性能除冲击强度逐渐降低外,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量总体呈先增大后降低的趋势。与对照相比,180℃热处理1－3 h的木粉基本上使WPC的弯曲性能和拉伸强度有不同程度的增加,200℃热处理木粉,随时间延长, WPC除弯曲性能仍增加外,拉伸强度和冲击强度逐渐降低,进一步提高木粉的处理温度会使WPC的力学性能降低明显,220℃处理3 h 的木粉使 WPC 降低最多,分别较对照降低34.85％、12.85％、8.31％和4.24％, WPC拉伸断面的ESEM图中两相界面结合情况的变化基本反映了各力学性能的变化。     

竹质纤维-HDPE复合材料的力学和热性能研究

为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+ 竹浆纤维共 混4 种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分 析了竹屑-HDPE 复合材料与其他3 种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE 复合材料相 比,竹屑-HDPE 复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料 提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料降低了8.08% 和17.64%。竹屑- HDPE 复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE 复合材料相比,其起始热分解温度提高了21.23 ℃,力学松弛峰 值温度提高了10.44 ℃。      

响应面法优化制备竹粉-LDPE复合材料

选取偶联剂用量、润滑剂用量及抗氧剂用量3个因素进行D-optimal设计,运用响应面法对竹塑复合材料的制备工艺参数进行优化,得到各响应值与试验因素之间的定量数学关系模型,以及各单因素对响应值的交互影响,确定竹塑复合材料制备试验的优化条件为：偶联剂用量5．82％,抗氧剂用量0,润滑剂用量0．50％。在该工艺条件下制得的复合材料各项性能为：拉伸强度13．34MPa,弯曲强度18．74MPa,弯曲模量746．39MPa,冲击韧性6．57kJ／m2,维卡软化温度101．95℃,熔体流动速率为0．89g／10min。