竹粉含量及粒径对竹塑复合材料性能的影响

以竹粉和高密度聚乙烯为原料,通过混炼、平板热压制备竹粉/HDPE复合材料,研究竹粉含量和粒径大小对复合材料的吸湿、吸水性以及力学性质的影响.试验结果表明:随着竹粉添加量的增加,竹塑复合材料的吸湿、吸水性能也逐渐增大,同时,当竹粉粒径变小时,复合材料的吸湿、吸水性能也增大;复合材料的冲击强度随着竹粉含量的增加而减小,而拉伸强度与弯曲强度随着竹粉含量增加而增大,但当竹粉含量超过50％,这些强度反而降低;随着竹粉粒径增大,抗冲击强度逐渐降低,而拉伸强度与弯曲强度增大,但当粒径超过180μm时,这两个强度则开始下降.     

竹粉粒径对竹粉/PHBV生物复合材料性能的影响

以生物基可降解塑料聚β-羟基丁酸戊酸酯(PHBV)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐(MA)为偶联剂、氮化硼(BN)为成核剂,通过共混挤出、注塑成型工艺制得竹粉/PHBV生物复合材料,研究了不同粒径竹粉(40、60、80、100目)对竹粉/PHBV生物复合材料性能(力学性能、热变形温度)的影响。结果表明,随着竹粉粒径从40目增加到100目,复合材料的拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、热变形温度呈逐渐减小的趋势;断裂伸长率和无缺口冲击强度呈逐渐提高的趋势。竹粉/PHBV复合材料断面电镜扫描发现,随着竹粉目数的增加,竹粉在PHBV基体中的形态差异较大,40目竹粉表面粗糙度较大,有些较大的竹粉分裂出若干纤维束,与PHBV界面形成了较强的机械互锁。     

氢氧化钠溶液处理对竹粉-PHBV复合材料物理力学性能的影响

采用0.3 mol·L~(-1)的氢氧化钠溶液处理竹粉,将处理过的竹粉和可降解塑料PHBV共混,经混炼制得竹粉-PHBV复合材料,研究了不同处理时间对竹粉-PHBV复合材料物理力学性能的影响。结果表明:氢氧化钠溶液处理后,SEM显示粉纤维表面变得光滑,纵向呈现明显凹槽;FTIR图谱显示竹粉纤维素中羟基(-OH)和羰基(-COOH)基团明显减少,发生了取代反应;竹粉-PHBV复合材料的物理力学性能(拉升强度、弯曲强度和冲击强度)随着处理时间的增长均呈现先增大后减小的趋势。本实验中,氢氧化钠溶液处理2 h,竹粉-PHBV复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能最佳,分别为23.85MPa,45.21 MPa和7.69 kJ·m~(-2)。     

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.     

竹粉内部塑化/LDPE复合材料热融合稳定性的研究

采用氢氧化钠作润胀剂和催化剂,氯化苄为醚化剂对竹粉进行内部塑化改性。在不同反应条件下,得到了不同接枝率的塑化竹粉,并比较了相同温度、湿度及不同温度条件下竹粉的质量吸湿率与极限吸湿率。结果表明,塑化竹粉吸湿率显著低于未处理竹粉,表现出很好的憎水性。当竹粉质量增重率为64.2%时,其吸湿质量增重率仅为4.84%,温度对竹粉质量吸湿率无显著性影响;将其分别与聚乙烯混合热压得到复合材料,SEL结果表明塑化竹粉与聚乙烯可形成良好的界面融合;塑化竹粉/聚乙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未处理的复合材料高。当塑化竹粉添加量为30%时,拉伸强度提高23.83%,弯曲强度提高25.91%。塑化竹粉/聚乙烯复合材料具有很好的热融合稳定性。     

针状木纤维/HDPE复合材料的力学性能

采用一步法连续挤出技术将杨木针状纤维与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备木塑复合材料(NF-WPC).用正交试验法分析纤维尺寸、纤维添加量、偶联剂含量和润滑剂含量4个因子对NF-WPC力学性能影响的显著性;用扫描电子显微镜观察分析NF-WPC中木纤维与HDPE的界面结合状况;提出优化的工艺配方并与相同木材含量的木粉/HDPE复合材料进行对比研究.结果表明:针状木纤维的含量对NF_WPC冲击强度影响显著,对弯曲性能和拉伸性能的影响高度显著;偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的添加量对NF_WPC的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度影响显著;在本文的试验范围内,木纤维尺寸和润滑剂石蜡的含量对NF-WPC力学性能的影响不显著.确定的优化工艺配方为:木纤维长度为3～4mm、长径比为8～11,木纤维含量60%,MAPE含量4%,石蜡含量0.3%;采用优化工艺制备的NF_WPC的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和冲击强度分别为58.7 MPa、3.0 GPa、39.6 MPa、4.0 GPa和12.7 kJ·m-2.除冲击韧性略低外,用优化工艺配方制备的NF_WPC其他力学性能均高于用同比例木粉制备的木塑复合材料.     

马来酸酐接枝聚乙烯对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

以废旧高密度聚乙烯(HDPE)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)作为偶联剂,通过混炼、平板热压成型制备BF/HDPE复合材料。研究通过改变偶联剂的添加量(0%,2%,5%,8%)来检测产品的吸湿、吸水性、力学强度等指标,结果显示:MAH-g-PE能明显改善BF/HDPE复合材料的吸湿、吸水性能,以及提高产品的力学性能,当添加量为5%时,样品显示了最低的吸湿、吸水率,静曲强度与弹性模量分别提高60%和52%,拉伸强度与抗冲击强度分别增长48%和72%。红外光潜(VrIR)检测证实添加MAH-g-PE后,游离羟基与马来酸酐之间发生了酯化反应。     

竹粉／聚丙烯塑料复合材料转矩流变特性研究

利用转矩流变仪研究了竹粉／聚丙烯塑料复合材料的转矩流变行为。使用正交试验设计分析了竹粉含量、马来酸酐添加量以及转矩转速3因素对复合材料转矩流变行为的影响。试验结果表明，竹粉／聚丙烯塑料复合材料是一种假塑性流体即剪切变稀流体。在给定的试验条件下，3种因素对复合材料转矩流变行为的影响中，竹粉含量的影响最显著，其余的2因素的影响则不显著。     

稻秸微/纳米纤丝增强聚丙烯纳米复合材料的研究

以稻秸(Oryza sativa L.)纤维纸浆为原料,利用高压超声波震荡使纸浆纤维纤丝化,制得稻秸微/纳米纤丝,并将其作为增强材料填充到聚丙烯基体中制备丁稻秸微/纳米纤丝增强聚丙烯纳米复合材料,研究了稻秸微/纳米纤丝以及改性剂(马来酸酐接枝聚丙烯)的不同添加最对于复合材料拉伸性能的影响.结果表明:稻秸微/纳米纤丝的添加量为5%时,复合材料的拉伸强度最大,为31.71MPa.拉伸模量随稻秸微/纳米纤丝添加量的增加而逐渐增加,当添加量为8%时达最大值.拉伸断裂伸长率则随添加量增加而减小.改性剂的添加量对于聚丙烯基体及稻秸微/纳米纤丝增强聚丙烯纳米复合材料的拉伸强度和拉伸断裂伸长率无显著的影响.在改性剂添加量为4%时,聚丙烯基体及稻秸微/纳米纤丝增强聚丙烯纳米复合材料的拉伸模最均达到最大值.     

纳米级蒙脱土对竹/塑复合材料性能的影响

为了改善竹/塑复合材料的性能,在竹粉、高密度聚乙烯复合材料的制备中,加入纳米级蒙脱土(NMMT)。试验结果显示,随着NMMT添加量的增加,竹/塑复合材料试样的吸湿率、吸水率均逐渐降低;静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击性能,均呈现出先增强、后降低的趋势;复合材料的热稳定性亦得到改善。     

木聚糖酶改性对竹粉/聚乳酸复合材料性能的影响

植物纤维与树脂基材料在复合过程中存在相容性差的问题。为拓宽生物酶在植物纤维增强聚合物方面的应用,探讨利用木聚糖酶进行生物改性对植物纤维产生的影响,以生物酶木聚糖酶为改性剂、聚乳酸(PLA)作为基质,利用热压成型-冷压脱模工艺制备了改性竹粉/聚乳酸复合材料。采用单因素试验,控制木聚糖酶的浓度,通过傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、力学测试、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG或TGA)等分析方法,研究了不同浓度木聚糖酶改性竹粉对复合材料性能的影响。结果表明:FT-IR显示,随着木聚糖酶浓度变大,半纤维素被逐渐降解,2.67 mg/L质量浓度时降解最佳;力学性能显示,当木聚糖酶的质量浓度为2.67 mg/L时,相比未处理组,复合材料的弯曲强度、拉伸强度分别提高15.0%和85.7%,但冲击强度降低5.2%,优于其他浓度;热重分析显示,当木聚糖酶的质量浓度为2.67 mg/L时,纤维最先被降解,热稳定性弱于其他组; SEM结果显示,竹粉经过木聚糖酶处理后,半纤维素被降解,纤维表面变得粗糙,与PLA结合强度变大,2.67 mg/L质量浓度时是复合材料性能最佳的水平。     

亚麻纤维增强木材-聚丙烯复合材工艺

该文探讨了亚麻纤维对木材-聚丙烯(PP)复合材料力学性能的增强,尝试调节亚麻的添加量,对比亚麻纤维含量对复合材料的增强效果。并介绍了亚麻纤维增强木材-聚丙烯复合材料的挤出成型工艺流程。发现随着亚麻含量的增加,木材-聚丙烯复合材料的力学性能有先升后降的趋势,即亚麻纤维对木粉-聚丙烯复合材料有一定的增强效果;由本实验数据分析得出亚麻含量为50%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度最大,亚麻含量为30%时,复合材料的弯曲强度最大。     

单板饰面黄麻毡/PF复合材料的性能研究

使用酚醛树脂(PF)浸渍黄麻毡,再通过热压方式制备成复合材料,在热压的同时将单板覆盖到黄麻毡/PF复合材料表面。对制备的复合材料进行了弯曲性能、冲击性能和表面胶合强度测试。结果表明,随着麻纤维含量的提高(与树脂质量比为1∶9,2∶8,3∶7,4∶6),复合材料的弯曲性能和冲击性能也随之提高。纤维与树脂质量比为4∶6的黄麻毡/PF复合材料弯曲、冲击性能最好。与未饰面材料相比,经单板饰面后的复合材料弯曲和冲击性能得到大幅度提高(纤维与树脂质量比为4∶6的饰面黄麻毡/PF复合材料的弯曲模量为8 GPa,弯曲强度为70 MPa,冲击韧性为8.9 k J/m~2)。饰面黄麻毡/PF复合材料的表面胶合强度随纤维含量的增加而下降,但都大于0.6 MPa,满足国家标准的要求。浸渍剥离长度均小于25 mm,也达到国家标准要求。通过扫描电子显微镜观察发现,树脂未完全进入麻纤维细胞腔,这有利于提高复合材料的冲击性能,同时降低材料密度;树脂填充于纤维束之间,结合紧密。利用来源充足、价格低廉的黄麻毡可以制备出性能良好的复合材料,经单板贴面不仅提高了复合材料的力学性能,而且能够起到装饰作用,研究结果为生物质纤维的利用提供了新途径。     

竹原长纤维制备及其增强聚丙烯复合材料研究

为开发适用于汽车内饰件的竹纤维增强复合材料,以福建省资源丰富的绿竹和聚丙烯膜(PP)为原料,通过分析碱液预处理工艺对竹片得率、竹纤维得率和白度等的影响,优化预处理工艺,制备生产效率高、长径比大的竹原长纤维(LBF);进一步研究热压工艺参数和LBF添加量对LBF/PP复合材料物理力学性能的影响,确定较佳的热压工艺和原料配方。实验结果表明:在处理温度100℃条件下,采用10%(质量分数)氢氧化钠、处理时间180 min的工艺预处理制得的LBF较竹片中的纤维素含量增加,木素含量下降,结晶度增大;LBF纤维平均长度为25.79 mm,长径比为173.02∶1.00,拉伸强度和拉伸模量分别为584.85 MPa和45.41 GPa。热压温度190℃、热压压力8 MPa、热压时间20 min、LBF质量分数为50%时,LBF/PP复合材料力学性能和耐水性能较佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别达到31.55 MPa、46.11 MPa、2 833.80 MPa和28.55 kJ/m~2,24 h的吸水率和厚度膨胀率分别为14.19%和8.11%,可应用于硬质仪表板、杂物箱等汽车内饰件。扫描电镜结果显示,纤维表面粗糙,热压过程使熔融状态的PP渗透到LBF表面的孔隙,形成较好的物理机械结合。     

纳米Al_2O_3/PP/木纤维复合材料力学性能研究

通过偶联剂KH550改性纳米Al_2O_3后加入到木纤维中,再与PP进行混炼,热压成型,制得复合材料。测试其力学性能并利用红外、扫描电镜进行表征。分析表明KH550能够很好地改性纳米Al_2O_3,添加纳米Al_2O_3改善了PP和木纤维之间的界面相容性,宏观上表现为力学性能提高。当纳米Al_2O_3添加质量分数为5%时,复合材料的力学性能提升最大,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别是43.79 MPa,3817 MPa,7.515 KJ·M2,对比未添加纳米粒子的复合材料分别提升55%、34%、21%。     

腰果酚环氧稀释剂与E-51树脂共混体系固化性能研究

以天然腰果酚为原料制备了一种高活性腰果酚基环氧稀释剂(CDE),利用所制备的CDE与双酚A型环氧树脂(E-51)共混,再与甲基四氢苯酐进行交联固化反应,通过力学性能测试,研究了稀释剂含量对固化物性能的影响。实验结果表明:CDE对E-51有显著的稀释增韧作用;随着CDE含量的增加,固化树脂的玻璃化转变温度逐渐降低;当CDE的加入量为20%时,固化物的冲击强度及拉伸强度达到最大值,分别为19.17 k J/m2和56.81 MPa,弯曲强度为108.8 MPa。     

再生聚丙烯/木粉复合材料性能研究

研究木粉用量、PP-g-MAH相容剂、WBG晶型改性剂，对再生聚丙烯／未粉复合材料性能和结构形态的影响。试验结果表明：PP-g-MAH能增加木塑复合材料的相容性，提高木塑复合材料的性能；适量木粉能提高复合材料的拉伸模量、弯曲性能和热变彤温度，但材料的冲击强度和断裂伸长率有所降低。添加WBG晶型改性剂，能改善复合材料的晶体结构，提高材料的塑性。     

PET纤维增强聚苯乙烯/木粉发泡复合材料力学性能分析

将短切聚酯纤维(PET纤维)作为增强材料添加到回收聚苯乙烯(PS)中,采用热压方式制备聚苯乙烯/木粉复合材料,并使用偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂对其进行发泡处理,探讨PET纤维的长度和添加量对聚苯乙烯/木粉发泡复合材料力学性能的影响。通过对试样进行弯曲、拉伸、冲击性能和SEM扫描电镜的分析可知,在本试验研究范围内,当PET纤维添加量为6%、纤维长度为4 mm时,能显著改善复合材料的综合力学性能。     

基于码头钢管柱用复合竹木质素基环氧/增强纤维防腐涂层研究

环氧树脂作为海港码头钢管柱常用防腐涂层材料,可防止钢管柱遭受外界环境的腐蚀,保证钢管柱的耐久性。本研究以不同配比的2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2,4)/2-甲基咪唑(2-MI)固化体系与竹木质素基环氧树脂通过溶剂交换与熔融共混的方法制备复合竹木质素基环氧胶,与碳纤维复合进行表面覆盖固化,进而在钢管柱桩外表面形成防腐涂层,使钢管外表面与外部腐蚀环境隔离开,以达到钢管外表面免遭环境介质引起的腐蚀破坏。对防腐涂层进行拉伸、冲击、弯曲等力学性能测试,选出最佳的固化体系配比组分。研究结果表明,随着固化剂添加量的增加,防腐涂层的力学性能呈现先上升后下降的变化趋势,当EMI-2,4/2-MI添加量为6%时,冲击强度和拉伸强度均达到最大值,分别为293.42 MPa和1176 MPa,弯曲性能较1%添加量时提高了14.90%。钢管防腐处理可延长钢管柱在海水浸泡下的使用寿命,降低成本、减少资源损耗,对实现碳达峰、碳中和目标起到积极促进作用。     

竹纤维增强聚己内酯复合材料制备工艺

将竹纤维(BF)和聚己内酯(PCL)熔融共混模压制备竹纤维增强聚己内酯(BF/PCL)复合材料,采用硅烷偶联剂(KH560)做界面调控。结合力学、红外、扫描电镜及凝胶色谱等分析检测,确定最佳偶联剂用量和最佳模压温度。结果表明:偶联剂用量为1%(占纤维绝干重量)时,复合材料力学性能较佳,冲击、拉伸强度和断裂伸长率分别为13.72 kJ/m~2,12.71 MPa和6.28%;模压温度为90℃时,复合材料的冲击、拉伸强度及断裂伸长率分别达到15.02 kJ/m~2、14.21 MPa和7.21%,力学性能优良。