添加落叶松树皮粉对杨木粉/HDPE复合材料性能的影响

本文用落叶松树皮粉替代部分或全部杨木粉,采用挤出法制备落叶松树皮粉/杨木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,测试其抗弯性能、拉伸性能、冲击强度和流变性能。研究发现,添加少量落叶松树皮粉(10份)对杨木粉/HDPE复合材料的力学性能没有显著影响,过高则使性能有所下降,但能够改善物料流动性,有利于提高生产效率。方差分析发现,与未添加落叶松树皮粉复合材料相比,添加10份落叶松树皮粉后,对材料的弯曲模量,拉伸强度和拉伸模量的影响不显著。旋转流变测试发现,当落叶松树皮粉份数增加时,复合材料熔体的储能模量和粘度系数都在降低,当落叶松树皮粉份数大于20份时,复合材料熔体的储能模量和粘度系数变化趋势比较相似。而转矩流变发现,当落叶树皮粉份数增加时,熔体的平衡温度和平衡转矩都在增加。     

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.     

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。     

稻壳粉/聚乙烯复合材料性能的研究

采用稻壳粉对高密度聚乙烯(HDPE)进行改性,研究了稻壳粉用量对复合材料力学性能和吸水率的影响,并观察了稻壳粉在HDPE中的分散情况。结果表明:复合材料的弯曲强度随稻壳粉用量的增加先增加后下降,而拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度则随稻壳粉用量的增加而下降;稻壳粉在HDPE中的分散不均匀,用量较大时易出现聚集现象,两相间的粘接性变差。     

聚乙二醇对表面改性CNF/PLA复合材料性能的影响

目前,溶液浇铸法制备纳米纤维素/聚乳酸复合材料,常将纳米纤维素直接加入聚乳酸,导致制备的复合材料各项机械性能普遍降低。为了改善其机械性能,笔者采用聚乙二醇2000作为塑化剂处理纳米纤维素,制备聚乳酸/纳米纤维素/聚乙二醇三相复合材料。通过对复合材料的微观形貌观测,力学性能分析和热稳定性分析来确定聚乙二醇的影响机制。试验结果表明,添加2%～4%聚乙二醇2000的三相复合材料的拉伸强度、撕裂强度与断裂伸长率得到了提高,材料的热稳定性相对纯聚乳酸发生了下降。而随着聚乙二醇含量逐渐增加至8%,材料的拉伸强度、撕裂强度与断裂伸长率都出现了降低,而其热稳定性回升,复合材料的玻璃化转化温度(TG)大约提升了5～6℃。同时,研究发现保持一定的聚乙二醇/纳米纤维素添加比例可获得分散均匀、性能优良的复合材料,团聚现象明显减少。综上,经过一定量的聚乙二醇2000表面改性可促进纳米纤维素在聚乳酸中的均匀分散,从而增强复合材料的综合机械性能。     

竹粉用量对竹粉/聚丙烯复合材料力学性能和蠕变性能的影响

采用注塑法制备了不同竹粉含量的竹粉/聚丙烯复合材料,使用电子万能试验机对复合材料试样进行弯曲性能、蠕变性能和拉伸性能测试,使用多功能摆锤冲击试验机进行冲击强度测试,结果表明:竹粉添加量为15%~45%时,复合材料的弯曲性能随着竹粉含量的升高而升高,拉伸强度和冲击强度随着竹粉的增加而降低。竹粉添加量为45%的复合材料的综合力学性能最佳,弯曲强度为51.68 MPa,弯曲模量为3701.08 MPa,拉伸强度为28.44 MPa,冲击强度为22.27 kJ/m^(2)。竹粉添加量为15%、30%的复合材料的蠕变性能更佳,在75%应力水平下经历3600 s蠕变没有发生断裂,竹粉添加量45%的复合材料在1500 s时发生断裂,应变为0.0571。     

炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用"熔融挤出-模压"成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响.结果表明,竹炭对BC/HD...     

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。     

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.     

竹炭/石墨/环氧树脂电磁屏蔽复合材料性能研究

为研究天然石墨和合成石墨在不同竹炭质量分数条件下复合材料的电磁屏蔽效果,制备屏蔽效能优异的竹炭/石墨/环氧树脂电磁屏蔽复合材料,在两种石墨中分别加入不同质量分数的竹炭,通过模压固化成型制成竹炭/石墨电磁屏蔽复合材料,并对其进行力学性能、动态热机械性能、电阻率性能和电磁屏蔽效能测试及扫描电子显微镜分析。结果表明:随着竹炭质量分数的增加,逐步形成竹炭-石墨网状结构,两种复合材料的玻璃化转变温度均上升;电阻率均降低;30~1 500 MHz频率下电磁屏蔽效能均增大,竹炭质量分数为40%时,合成石墨复合材料电磁屏蔽效能最大,约为30 d B;但由于填料的团聚作用,两种复合材料的弯曲模量下降。扫描电子显微镜分析表明,合成石墨复合材料的界面结合力更好。综合分析可知,当竹炭质量分数为30%时,合成石墨复合材料的力学性能较好;竹炭质量分数增加,石墨复合材料的电磁屏蔽效能增大。     

液相混合法制备纳米纤维素晶须/ABS复合材料

采用液相混合法制备了纳米纤维增强苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)复合材料,研究了纳米纤维素晶须(NCW)含量对复合材料性能影响。SEM测试表明,添加少量的NCW即会对复合材料的断裂面形态造成明显影响。热重分析发现,NCW的加入会降低复合材料的热稳定性。当NCW含量为10%时,复合材料热分解温度下降20%。红外光谱(FTIR)测试表明,在复合材料中纳米纤维素间的自由羟基和氢键数量明显下降。拉伸性能和动态机械性能测试表明,NCW含量为5%时复合材料的性能增加明显,拉伸强度上升11%,模量上升19%。研究结果表明,采用液相混合法制备纳米纤维素晶须/ABS复合材料时,丙酮溶液和ABS中存在的—CN对改善复合材料的界面相容性尤为关键。     

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.     

改性木粉/碱木质素在橡胶中的应用研究

为提高木材附加值及制浆造纸废液中碱木质素的利用率,以木粉、碱木质素为填料,未硫化胎面橡胶为基体,采用橡胶机械混炼-硫化工艺制备了生物质/橡胶复合材料。研究了Si69改性木粉与碱木质素的不同配比对复合材料理化性能的影响,并对复合材料的力学性能、硫化性能、门尼黏度、微观界面和动态力学性能进行了表征。结果表明:改性木粉与碱木质素作为填料制备的橡胶复合材料,其物理性可满足工业用橡胶板国家标准GB 5574—2008使用要求。当改性木粉与碱木质素质量比为2∶1时,复合材料拉伸强度最大,为4.6 MPa;当改性木粉与碱木质素质量比为1∶2时,断裂伸长率最高,为778%。复合材料的门尼黏度以及硫化时间随碱木质素含量的增多而增大。加入碱木质素降低了复合材料的动态储能模量,且加入过多的碱木质素导致复合材料的玻璃化转变温度升高,而玻璃化温度的升高使得橡胶的最低工作温度升高。     

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。     

竹纤维/聚乳酸可降解复合材料的增塑改性

以竹纤维和聚乳酸(PLA)为原料,乙二醇、甘油、聚乙二醇400、尿素、甲酰胺和柠檬酸酯为增塑剂,通过熔融共混法制备了竹纤维/PLA可降解复合材料。探讨了一元增塑、二元复合增塑和三元复合增塑对竹纤维/PLA复合材料拉伸强度、抗弯强度、断裂伸长率和耐水性能的影响。试验结果表明,不同增塑剂对竹纤维/PLA复合材料的增塑效果不同,甘油增塑复合材料的拉伸强度和抗弯强度最大,甲酰胺增塑复合材料的断裂伸长率最大,柠檬酸酯增塑复合材料的耐水性能最优。二元复合增塑具有协同增塑效果,甘油/柠檬酸脂复合增塑竹纤维/PLA复合材料的拉伸强度和抗弯强度最大,乙二醇/甲酰胺复合增塑竹纤维/PLA复合材料的断裂伸长率最大,乙二醇/柠檬酸酯复合增塑竹纤维/PLA复合材料的耐水性能最优。三元复合增塑在获得较好相容性的同时,复合材料的韧性明显提高,甘油/柠檬酸酯/乙二醇、甘油/柠檬酸脂/甲酰胺复合增塑竹纤维/PLA复合材料不仅具有较高的强度,且断裂伸长率和耐水性能均较好,优于一元和二元增塑效果。     

SEBS-g-MAH和原位接枝MAH对木粉/废旧塑料混合物复合材料力学性能的影响研究

由聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚苯乙烯（PS）组成的混合废旧塑料与木粉经高速混合机混合后,采用双螺杆/单螺杆串联挤出机组制备了木粉/混合废旧塑料复合材料。探讨了马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）和原位接枝马来酸酐（MAH）对木粉/混合废旧塑料复合材料力学性能的影响。结果表明,与使用MAH和DCP的原位反应共混相比,SEBS-g-MAH显著提高了复合材料的抗冲击性能,但对拉伸和弯曲性能的改善不如原位反应共混显著。总的来说,混合废旧塑料制备的复合材料的力学性能要低于纯塑料混合物制备的复合材料,尤其是拉伸断裂伸长率。微观形态研究表明,添加SEBS-g-MAH和原位接枝MAH均可提高木粉与塑料混合物之间的界面相容性,但与添加SEBS-g-MAH相比,原位接枝MAH能更好的改善PP、HDPE、PS与木粉之间的界面结合。原位接枝MAH可被看作是一种改善木粉与塑料混合物间界面相容性的有效途径。此外,采用动态力学分析（DMA）进一步表征了复合材料的储能模量和阻尼因子。     

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.     

聚氨酯预聚体改性聚乳酸/木粉复合材料的制备及表征

通过共混挤出法制备聚氨酯预聚体(PUP)改性的聚乳酸/木粉(PLA/WF)复合材料,并对复合材料进行力学性能测试、动态热机械分析、接触角测量以及断面扫描电镜分析。力学性能分析表明:当PUP用量(以PLA和WF的质量计)为20%时,复合材料断裂弯曲应变和冲击强度分别为5.78%和18.3 k J/m2,较未改性的复合材料分别提高了209%和123%,PUP显示出较好的增韧效果。动态热机械分析表明:随着PUP用量的增加,复合材料中PUP相和PLA相的玻璃化转变温度均有所下降,并且储能模量显著降低,材料韧性得到改善。PUP的加入可显著提高复合材料对水的接触角,材料疏水性能得到改善。当PUP用量为25%时,接触角达83.7°,较未增韧复合材料接触角(66.6°)提高25.7%。拉伸断面的扫描电镜分析表明:添加PUP的复合材料断面有更多的木粉被拉出且空穴变多,断面更为不平整,呈现韧性断裂的特征。     

木粉增强P34HB生物复合材料的制备及其结构性能表征

【目的】通过木粉纤维增强生物塑料聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB),为生物复合材料的理论研究和生物可降解塑料的广泛应用提供科学依据和理论支持。【方法】以毛白杨木粉和P34HB为原料,采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料,基于电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA)和力学性能分析等手段对其结构和性能进行表征。【结果】随着木粉含量增加,生物复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度先增加后减小,冲击强度逐渐下降,拉伸强度、弹性模量和杨氏模量分别增加89%、59%和103%,储能模量E′逐渐增加,tanδ峰值先下降后上升。生物复合材料的高频率模量大于低频率模量,动刚度比静刚度好。相比P34HB,生物复合材料的热分解区间变宽,热解速率变慢,热解剩余质量增加。【结论】随着木粉含量增加,P34HB分子链运动受阻,生物复合材料的储能模量和脆性增大;同时,木粉纤维的成核作用诱导P34HB形成结晶度高、层状结构发达的横晶层,木粉与P34HB之间界面结合力增强,力学性能和热稳定性明显提高。综合考虑,P34HB/木粉生物复合材料的最佳木粉加入量为50%。     

木质素对苯乙烯/丁二烯/苯乙烯/乙烯基吡啶嵌段聚合物的填充改性

玉米秸秆酶解木质素为原料,通过溶液浇铸的方法制备了不同含量木质素填充的吡啶基官能化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)膜材料,借助力学性能测试以及TG、SEM等分析手段,研究了木质素的含量对吡啶基官能化SBS(SBSVP)性能的影响。拉伸试验结果表明,SBSVP中加入适量的木质素可以提高弹性体的力学性能,在木质素质量分数6%时,SBSVP的拉伸强度可达12.6 MPa,断裂伸长率可达840%,比未填充SBSVP拉伸强度和断裂伸长率分别增加32.63%和3.83%;SEM分析表明,木质素与SBSVP的相容性较好,二者不存在明显的界面;TG分析表明,木质素填充SBSVP后,在受热降解前期失重大于纯的SBSVP,但中后期其最大分解速率低于纯的SBSVP,相应的最大分解速率温度高于纯的SBSVP,且最终材料的质量保留率高于未填充的SBSVP,表现出热稳定性的提高。