木质素/PVC复合材料的研究与发展

阐述了将木质素磺酸盐与聚氯乙烯(PVC)熔融挤出制备木质素/PVC复合材料。该产品物理力学性能优于普通人造板,无甲醛释放,可循环再利用,有很好的环境效益。     

聚氯乙烯/聚乙烯蜡接枝马来酸酐/竹粉复合材料制备的研究

用自制的聚乙烯蜡接枝马来酸酐(PEW-g-MAH)改性竹粉填充聚氯乙烯(PVC),制备PVC/PEW-g-MAH/竹粉复合材料.通过正交设计法探讨PEW-g-MAH接枝率及用量、竹粉粒径及用量对复合材料力学性能的影响.结果表明,在100gPVC中,加入用0.3g接枝率为1.16%的PEW-g-MAH改性的0.425mm竹粉30g,可得到力学性能较好的PVC/PEW-g-MAH/竹粉复合材料.其拉伸强度和缺口冲击强度分别由添加等量未改性竹粉体系的28.6MPa和3.05kJ/m2提高到30.01MPa和3.86kJ/m2.     

偶联剂对木/塑复合材料性能的影响

采用钛酸酯、铝酸酯和铝钛复合偶联剂对木粉进行表面处理,研究对木粉/PVC复合材料综合性能的影响.SEM电镜扫描发现,铝钛复合偶联剂OL-AT1618能促进木粉在PVC基体中均匀分散,改善两相界面相容性,从而显著提高复合材料的物理力学性能和加工性能.     

毛竹纤维表面化学改性对竹塑复合材料力学性能的影响

采用Na OH、Na2Si O3和Na HSO3三种溶液对毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)纤维进行表面改性,并利用改性竹纤维生产竹塑复合材料,比较分析复合材料力学性能、热稳定性等性质。结果表明,化学改性后竹纤维在聚氯乙烯(PVC)中的分布更加均匀,竹纤维PVC复合材料界面相容性增加;随着改性溶液按0.5%、1%、2%、5%、10%的处理浓度增加,PVC基复合材料拉伸强度、静曲强度和弹性模量分别呈现先增大后减小的趋势,5%Na2Si O3处理的PVC基复合材料拉伸强度达到最大值,2%Na OH处理的PVC基复合材料静曲强度最大,5%Na OH处理的PVC基复合材料弹性模量最大;当处理溶液的p H值在13.3~13.5时,制备的PVC基复合材料的拉伸强度、静曲强度、弹性模量均达到该处理条件下的最大值。     

木质素/聚氯乙烯膜的制备及其亲水性研究

为提高聚氯乙烯(PVC)膜的亲水性,通过聚合物共混法制备了木质素/PVC膜.通过扫描电子显微镜(SEM)表征了膜的断面形貌;通过膜的吸水率、孔隙率、膜通量和膜表面接触角测试探讨了木质素用量、致孔剂种类和用量对膜亲水性能的影响.研究结果表明:木质素/聚氯乙烯膜的内部呈多级孔;加入木质素后,膜的吸水率、孔隙率、亲水性以及膜...     

改性木质素增强木塑复合材料及其性能

以碱木质素为研究对象,通过对其进行羟甲基化改性,再将改性后的碱木质素、桉木粉、高密度聚乙烯以及助剂,通过熔融混炼、挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料(WPC)。利用红外光谱研究了木质素改性前后化学基团的变化,并对改性木质素制备的木塑复合材料力学性能、吸水性能、动态热机械性能进行测定分析。结果表明:羟甲基化改性能够使羟甲基接入到苯环酚羟基的邻位或对位上,改性木质素制备的木塑复合材料试件的静曲强度、拉伸强度、冲击强度都得到了明显的提高,最高静曲强度提高了37.68%,拉伸强度提高了51.50%,冲击强度提高了40.04%。热分析表明含木质素的木塑复合材料体系各组分之间具有较好的相容性,能够形成均一的体系。通过断面微观形貌的观察可知,改性木质素制备的木塑复合材料断面更为密实均匀。腐朽试验证明,改性木质素制备的木塑复合材料体现出了更好的耐腐性。综合考虑多项指标,在反应温度为90℃、木质素与甲醛质量比为3∶1和6∶1的改性条件下,改性木质素制备的木塑复合材料性能较佳。     

竹颗粒/PVC复合材料热模压工艺参数

为制备竹颗粒/PVC复合材料(BPPC)并优化热模压工艺,研究温度及时间等工艺参数对BPPC性能的影响.设定热模压时间5～11 min,模压温度165～190℃,制备BPPC并测定其物理力学性能.结果发现,随着热模压时间的增加,BPPC的物理力学性能改善,较佳热模压时间为8 min.热模压温度165～190℃范围内,随着模压温度的增加,BPPC的力学性能指标呈现先增加后减小的趋势,最佳热模压温度为180℃.DSC分析表明,热模压温度对竹颗粒和PVC的相容性影响显著,模压温度180℃时二者呈现较好的相容性.SEM分析发现,热模压温度180℃时竹颗粒在PVC基体中分布均匀,二者的界面相容性较好.     

不同树种木粉/PVC复合材料天然耐腐性对比研究

选用5种不同树种木粉与PVC制备木塑复合材料,通过人工模拟加速试验对比研究不同组别复合材料对采绒革盖菌和绵腐卧孔菌的天然耐腐性差异,采用扫描电镜(SEM)和水分吸附测试深入分析腐朽菌对复合材料微观形貌及界面结合的影响,结果表明:不同组别复合材料对彩绒革盖菌耐腐性排序为:杉木/PVC马尾松/PVC白千层/PVC枫香/PVC尾巨桉/PVC复合材料;对绵腐卧孔菌耐腐性排序为:杉木/PVC尾巨桉/PVC、白千层/PVC、马尾松/PVC枫香/PVC复合材料。腐朽菌菌丝可通过木粉和PVC树脂界面结合空隙处进入试样内部进行侵蚀,从而降低复合材料间的界面结合,使其水分吸附率明显增加。     

氧等离子体改性酶解木质素/杨木纤维复合材料热压工艺研究

采用响应面法优化了氧等离子体改性酶解木质素/杨木纤维复合材料的热压工艺参数。结果表明,纤维含水率和热压温度对复合材料的物理力学性能有显著影响。优化后的热压工艺参数范围为:热压温度205～210℃,纤维含水率17%～20%,热压时间63～68 s/mm。     

壳聚糖木质素复合材料研究进展

自然界中木质素储量丰富,但由于木质素的化学反应活性较低而限制了其开发利用;而壳聚糖的反应活性较高,在自然界中的含量仅次于纤维素,利用木质素复合壳聚糖制备新型生物质材料具有较高的研究及利用价值。文中介绍了使用木质素壳聚糖制备复合材料的研究进展,包括吸附材料、微胶囊材料和其他材料等,并对木质素壳聚糖复合制备木材胶粘剂等环保型材料的前景进行了展望,旨在为开发壳聚糖木质素复合材料的研究提供参考。     

竹炭/聚氯乙烯复合板材的性能

以竹炭(BC)、聚氯乙烯(PVC)为原材料,制备竹炭/聚氯乙烯复合板材(BC/PVC),采用热重分析仪和热重?红外联用仪测试分析热失重特性,用锥形量热仪测试分析其燃烧特性,并进行了远红外辐射率和吸水厚度膨胀率等物理力学性能的测试。结果表明,BC/PVC的物理力学性能满足GB/T 24137—2009《木塑装饰板》和DB44 T 349—2006《木塑复合材料技术条件》规定的要求,尺寸稳定性优良。其中,BC的加入能够显著增强PVC的热稳定性,BC/PVC残余质量分数达45.05%,是PVC的5.3倍,且最大热分解温度延后,发生热失重的温度段缩短,热失重速率明显降低。BC/PVC燃烧时气体生成出现在中后期且总量不大,主要为CO2,BC有效减少燃烧过程中HCl的生成,降低了烟气毒性,且通过促进基材形成“有效炭层”,使BC/PVC的总热释放降低38.05%,烟气释放量仅为PVC的1/3,600 s时残炭量达到PVC的近11倍,整体阻燃防烟性能较好,显著提升材料在发生火灾时的安全性。BC/PVC在8~14μm波段的远红外发射率均值达0.938,具有较高的远红外辐射特性,有望实现PVC基复合板功能化的研发应用。     

聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液研究

合成了木质素-丙烯酸酯乳液;将该乳液与水性聚氨酯乳液复配得聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液.比较了聚氨酯乳液、丙烯酸酯乳液、聚氨酯与丙烯酸酯共混乳液、木质素-丙烯酸酯乳液及聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液的粒径及各乳胶膜的力学性能、热稳定性及耐水、耐溶剂性.结果表明:木质素-丙烯酸酯乳液与聚氨酯乳液的复合对粒径影响并不显著,复合提高了聚氨酯乳胶膜的耐水性和热稳定性,但其耐溶剂甲苯性、拉伸强度和断裂伸长率有所下降.     

碱性亚硫酸盐法脱木素工艺参数对巴沙木性能影响的研究

脱木素处理是开发功能性木质复合材料常用的工艺方法,木质素的去除改变了处理材的物理力学性能,进而对制备的复合材料产生影响。研究考查了碱性亚硫酸盐法脱除巴沙木木质素过程中,溶液浓度和处理时间对巴沙木质量损失、接触角、色差以及比表面积的影响。通过建立工艺参数与处理材物理力学性能之间关系,为功能性木质复合材料的预处理工艺提供理论依据。结果表明:相比未处理材,脱木素处理材质量损失率随溶液浓度和处理时间的增加而增加;颜色偏向明亮黄绿色,颜色变化与工艺参数没有显著关系;处理材亲水性显著提高,与工艺参数无关;处理材的宏观比表面积与未处理材相比略有降低。     

可生物降解竹粉/聚己内醋复合材料的制备及其性能

利用转矩流变仪制备竹粉/聚已内酯复合材料,观察配方和加工工艺对加工流变性能的影响,并研究所制备的竹粉/聚已内酯的力学性能和微观形貌.结果表明,竹粉/聚己内酯复合材料的最佳配方为:聚己内酯70份、竹粉30份、铝酸酯1.6%(相对于竹粉的质量比)、硬脂酸1.2%和石蜡2%.最佳加工条件为:温度100"(2,转速50 r·min-1.竹粉含量为30份和聚己内酯70份的竹粉/聚己内酯复合材料界面相容性好,力学性能较佳.     

纳米纤维素增强木塑复合材料的性能研究

以杨木粉为原料制备出纳米纤维素(CNF),然后采用物理预处理法和聚氧化乙烯(PEO)分散剂法利用CNF增强木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,通过挤出成型的方式制备CNF/HDPE/木粉复合材料。以直接干混法制备的复合材料为对照样,比较了2种预处理方法对CNF的分散程度和对木塑复合材料的增强效果,并对样品的微观形貌和力学特性进行了分析与测定。结果表明:经酸碱处理和研磨处理可有效去除杨木中的半纤维素和木质素,并得到直径几百纳米的纤维素纤丝。SEM分析表明,2种预处理方式制备的CNF/HDPE/木粉复合材料都取得了较好的分散效果,纤维不再是以分散相填充在塑料中,而是以三维网状细丝结构穿刺于塑料和木粉颗粒中,复合材料由脆性断裂变为韧性断裂。力学性能测试结果表明,2种预处理方式制备的CNF/HDPE/木粉复合材料的抗弯强度和弹性模量都有了显著的提高,当CNF的添加量为20%时,利用物理预处理法和PEO分散剂法制备的复合材料的抗弯强度为43.3和38.7 MPa,相比于对照样(31.8 MPa),分别提高了36.2%和21.7%,弹性模量为3 342和3 008 MPa,相比于对照样(2 243 MPa),分别提高了48.9%和34.1%,均达到了预期的增强效果;且物理预处理法增强效果更好,是一种环保而有效的预处理方法。     

短纤维增强型聚丙烯基复合材料的性能研究

利用短纤维代替粉状材料作为增强材料制备纤维增强型聚丙烯基复合材料,研究不同的木纤维/聚丙烯配比、密度以及不同浓度的碱处理对木纤维/聚丙烯复合材料物理力学性能的影响。结果表明,目标密度仅为0.55g/cm3时,且当木纤维与聚丙烯的配比为30︰70时,木纤维/聚丙烯复合材料表现出最佳的物理力学性能,但仍达不到标准要求。因此,综合产品成本和物理力学性能,选取了50︰50的原料配比,研究密度对该产品物理力学性能的影响。进一步研究表明,随着密度的增加,复合材料的力学强度得到不断提高,当密度为0.70g/cm3时,板材的力学性能就可以满足国标要求但吸水厚度膨胀率不能满足国标要求。当密度为0.83 g/cm3时,板材的力学性能满足国标要求,吸水厚度膨胀率有减小的趋势。为了进一步提高该复合材料的物理力学性能,利用浓度分别为1%,3%和5%的氢氧化钠溶液对木材纤维和工业大麻杆纤维进行处理,结果表明,经过碱处理后复合材料的吸水厚度膨胀率减小了,静曲强度和弹性模量仍可满足标准要求。     

抗静电剂对木粉/PVC复合材料性能的影响

分别采用非离子型、高分子型和阴离子型3种抗静电剂制备抗静电木粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,重点研究了阴离子型抗静电剂SAS-93对木粉/PVC复合材料抗静电性能的影响。结果表明,与其他两种抗静电剂相比,阴离子型抗静电剂SAS-93的抗静电作用效果最好,当添加量达到40 g时,复合材料的表面电阻率ρ_s和体积电阻率ρ_V分别下降至1.20×10~8Ω和4.67×10~8Ω·cm,已经达到了抗静电材料的要求。继续增加抗静电剂的添加量,木粉/PVC复合材料的ρ_s和ρ_V均有所降低,但是当添加量超过80 g时,复合材料的ρ_s和ρ_V下降幅度很小。红外分析表明SAS-93并未与复合材料中除PVC以外的其他组分发生化学反应。热重分析表明SAS-93在一定程度上有利于木粉/PVC复合材料提前成炭,提高其高温时的热稳定性。随着SAS-93添加量的增加,复合材料平衡转矩和剪切热降低,说明SAS-93可以改善复合材料的加工性能,但同时也大幅度降低了复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度。动态力学分析中储能模量与静态力学分析中弯曲模量有相同的变化趋势。     

LLDPE/PS塑料合金及其与木纤维形成复合材料的研究

研究线性低密度聚乙烯(LLDPE)与聚苯乙烯(PS)共混制备的塑料合金的性能并用不同制备条件的塑料合金与木纤维复合形成塑料合金/木纤维复合材料,研究该种复合材料的外观质量及物理力学性能.结果表明:不同共混比例与共混温度对制备的塑料合金熔体流动性、力学强度有较显著影响.塑料合金/木纤维复合材料的性能与塑料合金共混比例及共混温度有较强的相关性.2种塑料在共混比为50/50,共混温度为200℃时,形成的塑料合金与木纤维具有相对最好的相容性和最好的材料外观质量与力学性能.DMA试验表明:塑料合金/木纤维复合材料的耐热性明显优于相应的塑料合金.     

制造工艺对竹基纤维复合材料性能的影响

采用冷、热压两种生产工艺,分别制备不同密度(0.85～1.20 g/cm(3))的竹基纤维复合材料.并检测其物理力学性能.结果表明:两种生产工艺均可制备出物理力学性能优良的竹基纤维复合材料,其中:冷压生产的竹基纤维复合材料的耐水性能较好,热压生产的竹基纤维复合材料的抗弯性能和抗剪切性能更优.     

蔗渣纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究

利用甘蔗渣纤维作为增强剂,回收的聚丙烯塑料作为基体,并添加MAPP为偶联剂,通过熔融混合、注射成型法制成蔗渣纤维/PP 复合材料,研究蔗渣纤维和偶联剂对复合材料静态及动态力学性能的影响。结果表明：与PP相比,添加了蔗渣纤维和MAPP后,除抗拉强度外,复合材料的静态力学强度有所提高;复合材料的储能模量和损耗模量增加,而损耗因子降低;蔗渣纤维/PP复合材料的玻璃化转变温度Tg为61.8℃。