铺层取向角度对黄麻纤维复合材料性能的影响

基于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺,研究不同铺层取向角度对黄麻纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明:单向铺层取向时,随着铺层取向角度的增加,复合材料拉伸强度呈近凹抛物线形变化,并在取向角为90°时达到最大值;弯曲强度呈近凸抛物线形变化,并在取向角为60°时达到最大值。双向铺层取向时,复合材料拉伸强度和弯曲强度均呈波浪形变化,其最大值分别在取向角为±75°和±45°时获得。综合对比单、双向铺层,复合材料拉伸强度在单向取向角为90°铺层取向时达到最大值,为78.26 MPa;而复合材料弯曲强度在双向取向角为±45°时达到最大值,为89.82 MPa。     

松木粉／聚醚砜树脂复合材料的制备及选择性激光烧结试验

以松木粉、聚醚砜树脂为材料,用SHR－10A型高速混合机制备松木粉／聚醚砜树脂复合粉末;用HRPS－ⅢA型激光粉末烧结快速成型机,遴选出复合粉末可用于选择性激光烧结工艺参数及适宜的预热温度,烧结成型。测量了不同松木粉质量比对复合粉末力学性能的影响,观察并测量了输入不同的能量密度时,烧结试件的成型效果和力学性能。结果表明：随着松木粉质量比的增加,木塑复合材料的力学性能降低。对于松木粉质量比为20％的木塑复合粉末,当输入的能量密度为0．128 J／mm3时,复合粉末即可成型;当输入的能量密度为0．312 J／mm3时,木塑复合材料的拉伸强度达到4．8465 MPa,弯曲强度为8．2152 MPa,冲击强度为1．2574 MPa,此时力学性能最强;若输入的能量密度大于0．312 J／mm3时,出现过烧现象,力学性能下降。采用扫描电镜对烧结件断面的形貌进行了表征。     

苘麻/聚乙烯复合材料性能的研究

我国的麻类资源非常丰富,将麻纤维用于复合材料的制备能扩大麻纤维的应用范围,有效提高麻纤维的使用价值.将苘麻纤维（AF）作为增强材料,通过热压工艺制备了苘麻/聚乙烯（PE）复合材,并探讨了该复合材的各项性能.通过热重分析确定了苘麻纤维的加工温度为180℃,对比分析AF/PE复合材的力学性能,确定制备复合材时AF含量控制在60％范围内能得到性能优异的复合材,AF与PE的最佳质量比为55∶45.苘麻纤维经硅烷偶联剂处理后,AF/PE复合材的弯曲性能和拉伸性能都有明显提高,吸水厚度膨胀率明显降低.由红外光谱分析发现,硅烷偶联剂与苘麻纤维表面的羟基发生化学反应生成了硅-氧-碳共价键,硅烷偶联剂使麻纤维表层与PE基质层之间产生分子结合,因此提高了PE基质与苘麻纤维的结合强度.     

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。     

玻璃纤维对复合材料层板力学性能的影响

以杨木单板为基材、玻璃纤维为增强材料,按照单板层积材的结构设计制备增强复合材料层板。通过对复合 材料层板进行应力分析,研究玻璃纤维布的铺放位置和层数对复合材料层板力学性能的影响。结果表明:玻璃纤 维越靠近复合材料层板的表层,层板的静曲强度和弹性模量越大;玻璃纤维向心层靠近,其增强作用明显减弱。随 着玻璃纤维布层数的增加,复合材料层板的静曲强度和弹性模量均呈上升趋势。玻璃纤维对复合材料层板的力学 性能有显著的增强作用,且玻璃纤维布的铺放位置和层数与复合材料层板的力学性能密切相关。      

木粉/HDPE发泡复合材料的性能研究

与传统木塑复合材料相比,发泡木塑复合材料具有密度小、成本低、强重比高、冲击韧性好等优势,因而具有更广阔的应用空间.该研究采用挤出成型的加工方式制备木粉/HDPE发泡复合材料,并对其密度、泡孔形态、流变行为、力学性能等方面进行了研究.扫描电镜结果表明发泡木塑复合材料具有芯层泡孔尺寸大,表层泡孔尺寸小、结构致密等典型结皮发泡特征.随木粉含量的增加,复合材料的拉伸强度增大,但冲击强度有所降低;随发泡剂含量的增加,复合材料密度降低,冲击强度得到改善.     

工艺参数对稻壳—木刨花复合包装板力学性能的影响

通过均匀试验,以稻壳和木质剩余物为主要原料,以异氰酸酯和脲醛树脂(UF)为胶黏剂制备稻壳—木刨花复合包装板。分析密度、芯层比例、表层施胶量、芯层施胶量、固化剂用量、热压温度、热压压力和热压时间8因素对复合板静曲强度和弹性模量的影响。结果表明,密度、芯层比例、表层施胶量、热压温度、热压压力和热压时间等工艺参数对复合板静曲强度和弹性模量都有不同程度的影响。当密度为0.77 g/cm3、芯层比例60%~65%、表层施胶量8%、热压温度170℃、热压压力2.6 MPa、热压时间20 s/mm时,所制得的包装用复合板具备较高的静曲强度和弹性模量,满足使用要求,且生产效率高,生产成本低。     

桦木单板/玻璃纤维复合材料声学振动性能的研究

目的面对我国乐器音板用材资源的严重不足,寻找新材料替代传统乐器木质音板用材是非常有必要的。方法本试验以玻璃纤维为增强材料,桦木单板为基体,按照单板层积材结构设计制备桦木单板/玻璃纤维复合材料。通过对玻璃纤维复合材料声学振动性能检测分析,探究玻璃纤维布的不同铺放位置和铺放层数对复合材料声学振动性能的影响。结果用1层玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料A的比动弹性模量和E/G值分别为22.20GPa和16.55,比用1层玻璃纤维布铺放在芯层单板单侧的复合材料B分别高了8.7%、17.8%。用2层玻璃纤维布分别铺放在上下表层单板内的复合材料C的比动弹性模量和E/G值分别为25.04GPa和17.04,比用玻璃纤维布铺放在芯层单板两侧的复合材料D高了7.5%和18.0%。纤维铺放位置对声辐射品质常数和声阻抗的影响较小。玻璃纤维布的层数与复合材料的声学振动性能不成线性关系,铺放2层玻璃纤维布的复合材料具有较高的比动弹性模量和E/G值。玻璃纤维布铺放3层和4层的复合材料的比动弹性模量和E/G比铺放2层的都小。随着玻璃纤维布层数的增加,声辐射品质常数呈减小的趋势。通过综合评分法分析发现:玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料综合评分值都高于铺放在靠近芯层单板的复合材料,铺放2层玻璃纤维布的复合材料的综合评分值达到最大。结论玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料声学振动性能优于纤维布铺放在靠近芯层单板的复合材料。铺放2层玻璃纤维布的复合材料C的声学振动性能达到最好。尽管复合材料C的E/G值约为西加云杉的80%,但比动弹性模量和西加云杉的相接近,说明桦木单板/玻璃纤维复合材料具有替代传统木质音板用材的可能性。      

硼酸酯对PVC-稻壳粉木塑复合材料性能的影响

以硼酸二甘油酯硬脂酸酯作为PVC-稻壳粉木塑复合材料润滑加工助剂,用于研究木塑复合材料,考察在木塑复合材料中加入为30％、40％、50％、60％稻壳粉时的产品性能.结果表明,当硼酸酯加入比例增大时,产品的挤出速度、冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都有不同程度的提高.当硼酸酯的加入量完全替代原有润滑剂使用时,PVC-稻壳粉木塑复合材料的挤出速度平均提高了8.09％,冲击强度平均增加了8.55％,拉伸强度平均增加了5.07％,弯曲强度平均增加了2.93％,同时吸水率最大增加了0.64％.     

抗菌木塑复合材的性能

通过正交试验研究了添加不同种类及用量的抗菌剂和生物质粉对生物质粉/HDPE复合材料抗菌性能和物理力学性能的影响。研究结果如下:生物质粉/HDPE复合材添加SHT-115(高分子有机无机复合抗菌剂)和SHT-860(高分子有机抗菌剂)对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果要优于SHT-120(纳米银无机抗菌剂);稻草粉制备的复合材具有最好的抑菌效果,其次是竹粉;生物质粉种类对弯曲强度、弯曲模量、冲击强度以及拉伸强度的影响均具有显著性,其中木粉效果最好;生物质粉/HDPE的比例对复合材料拉伸强度的影响具有显著性,而抗菌剂对其没有显著影响。     

贵州省马尾松和杉木纤维增强高密度聚乙烯复合材料

利用两步挤出法分别制备马尾松和杉木纤维增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,研究两种复合材料的颜色、密度、硬度、尺寸稳定性、弯曲、拉伸、冲击和在50 N载荷作用下的24 h蠕变-24 h回复性能。马尾松纤维/HDPE复合材料的表面明度明显大于杉木纤维/HDPE复合材料,且相对偏向绿黄色,而杉木纤维/HDPE复合材料则偏向红蓝色。两种材料的密度、硬度和24 h吸水率相差均不超过5%,但马尾松纤维/HDPE复合材料的24h吸水厚度膨胀率是杉木纤维/HDPE复合材料的3.43倍。杉木纤维/HDPE复合材料的力学性能明显优于马尾松纤维/HDPE复合材料,而马尾松纤维/HDPE复合材料抗蠕变性较好,50 N的载荷作用下24 h的应变仅为杉木纤维/HDPE复合材料的77.29%,但回复性能相对稍差。     

碳纤维表面改性及增强纤维板力学性能的研究

中密度纤维板具有静曲强度高、平面抗拉强度好等优点,广泛应用于家具制造等行业,但受力学性能的限制,其很少作为建筑结构材料使用。碳纤维作为增强相已被广泛应用于各类复合材料制备,经过表面改性处理的碳纤维表面活性官能团增多,表面能提高,有利于与基体材料的粘合,并进一步提升复合材料的性能。该研究对碳纤维进行了表面改性处理,并用其作为增强相来提高中密度纤维板的力学性能。实验结果表明,改性处理后,碳纤维表面出现沟槽,比表面积增加,用其作为增强相后,中密度纤维板的力学性能有明显提高。     

碳纤维增强木基复合材料的制备及其力学性能

为了研究碳纤维增强木基复合材料的力学性能,选择直径为12 μm的碳纤维制备试样。分别对碳纤维增强木基复合材料与木纤维板进行了三点弯曲力学性能测试,运用扫描电镜（SEM）对其微观结构进行表征。结果表明:通过力学曲线对比及断裂机理分析,可以明显的发现碳纤维增强木基复合材料的力学性能要优于木纤维板,这种“三明治”结构的材料设计充分发挥出碳纤维独特的缓冲能力,试件在较高外加载荷作用下并不是产生突然的断裂破坏,而是具有一定的承载能力。SEM分析表明,聚醋酸乙烯胶粘剂工作强度高,在受力时能够很好的传递载荷,碳纤维网与木纤维板结合良好。     

预处理方法对玉米秸秆人造板性能的影响

采用HCl、NaOH、热水、羧甲基纤维素钠(CMC)及果胶对玉米秸秆进行预处理，并通过热压法制备轻质玉米秸秆人造板，研究单一预处理和复合预处理对玉米秸秆表面润湿性、表面微观形貌、热稳定性以及板材力学性能的影响。结果表明:各个单一预处理条件均能降低玉米秸秆纤维与水的接触角，预处理后玉米秸秆束外皮表层形貌由平滑变为粗糙，表层破裂脱落，表面硅元素质量分数明显下降，NaOH处理对玉米秸秆表面润湿性改善最佳。热稳定性分析表明:在热压温度150 ℃下，预处理玉米秸秆纤维结构稳定，无明显热分解趋势。各个预处理条件均能改善玉米秸秆人造板的力学强度，复合预处理条件不能在单一预处理的基础上进一步提高板材的力学性能。HCl、NaOH及水热预处理会减弱玉米秸秆纤维结构强度，使得秸秆纤维结构强度对人造板力学性能的影响大于界面胶合强度。水热处理后秸秆人造板力学性能改善最明显，IB值提高了700.0%，MOR值提高了112.5%，MOE值提高了87.5%。      

改性玄武岩纤维增强木塑复合材料的研究

玄武岩纤维（BF）分别经氨基和乙烯基硅烷偶联剂处理后，添加到高密度聚乙烯（HDPE ）基木塑复合材料中，用于增强木粉（WF）-HDPE复合材料的性能。研究中利用扫描电镜与红外光谱对玄武岩纤维表面进行表征，探究玄武岩纤维含量及界面微观形态对复合材料力学性能的影响。结果表明：经偶联剂处理的玄武岩纤维与树脂基体界面结合较好，复合材料的冲击性能明显提高，氨基偶联剂提高了拉伸强度，硅烷偶联剂则提高了弯曲强度；添加4％的改性玄武岩纤维可达到较好的增强效果。     

中间相沥青纤维基自粘结炭材料的成型与微观形貌研究

实验采用热重分析模拟中间相沥青纤维的预氧化过程，然后利用热机械分析对沥青纤维径向热压变形行为及热压自粘结过程进行了研究，并借助扫描电镜观察自粘结沥青纤维板和自粘结炭纤维板的微观形貌．当沥青纤维氧化增重量为2.1%时，纤维径向变形率可达36%，易于自粘结成型，所得自粘结板表面平整，纤维接触面紧密粘结．当氧化增重量为1.3%时，热压使沥青纤维的微晶取向破坏而融化，不能自粘结成型.当氧化增重量大于3.3%时，沥青纤维的径向变形率很小，自粘结性能差．     

体外法研究纤维日粮的发酵特性及对猪氮排放相关指标的影响

【目的】利用体外法探讨并比较不同纤维日粮的发酵特性及对猪氮排放相关指标的影响,为生猪生产中合理应用日粮纤维及减少氮排放的日粮配制提供试验依据。【方法】选择小麦、麦麸与燕麦麸3种原料,采用酶-重量法(AOAC Method 985.29)提取原料中的总日粮纤维组分,得到小麦纤维、麦麸纤维与燕麦麸纤维。以玉米-豆粕为基础,分别添加5%的提取纤维,形成3种纤维日粮:小麦纤维日粮(WF)、麦麸纤维日粮(WBF)与燕麦麸纤维日粮(OBF)。利用单胃动物仿生消化系统(SDS-Ⅱ)模拟猪胃-小肠消化;采集6头健康、体重接近的生长猪的新鲜粪便,混合均匀后与培养液按一定比例配制接种液,定量装入发酵瓶中模拟大肠发酵。日粮经胃-小肠仿生消化后,称取200 mg的消化产物于装有30 m L接种液的发酵瓶中,转入(39±0.25)℃培养箱中,分别在发酵4、12、24、36、48和72 h,取出对应发酵瓶,收集发酵残渣与发酵液,进行相关指标的检测。【结果】在体外大肠发酵阶段,不同纤维日粮组的干物质降解率(IVDMD)及发酵液短链脂肪酸(SCFA)含量、p H、氨氮(NH3-N)浓度、微生物蛋白(MCP)产量有显著差异(P0.05):(1)在发酵4与12 h,OBF组的IVDMD在3组中最高(P0.01),其他时间点3组差异不显著(P0.05)。在4 h,OBF组的IVDMD比WF组与WBF组分别高18.32%、15.21%(P0.01);在12 h,比WF组与WBF组分别高14.87%、10.06%(P0.01)。(2)在发酵24与36 h,OBF组发酵液总SCFA含量显著高于其他两组(P0.05),在72 h,OBF组与WBF组极显著高于WF组(P0.01),在4与12h,OBF组有高于其他两组的趋势(P=0.0599;P=0.0504)。在24 h,OBF组发酵液总SCFA含量比WF组与WBF组分别高27.32%、17.11%(P0.05);在36 h,比WF组与WBF组分别高16.65%、25.96%(P0.05)。(3)在发酵4与12 h,OBF组发酵液p H在3组中最低(P0.01);在24、36与72 h,OBF组与WBF组显著低于WF组(P0.05)。(4)在发酵24与48 h,OBF组发酵液NH3-N浓度显著低于其他两组(P0.05),并在12 h,有低于其他两组的趋势(P=0.0559)。在24 h,OBF组发酵液NH3-N浓度比WF组与WBF组分别低6.86%、4.59%(P0.05);在48 h,比WF组与WBF组分别低8.44%、7.09%(P0.05)。(5)在发酵4 h,OBF组发酵液MCP产量显著高于其他两组(P0.05),并分别在12、24 h与36、48 h,显著高于WF组与WBF组(P0.05)。在4 h,OBF组发酵液MCP产量比WF组与WBF组分别高69.85%、82.25%(P0.05)。【结论】体外条件下,燕麦麸纤维显著提高了日粮在发酵阶段的干物质降解率、发酵液总短链脂肪酸含量与微生物蛋白产量,并显著降低了发酵液p H与氨氮浓度。因此,相比小麦纤维与麦麸纤维,燕麦麸纤维在促进微生物发酵及氮减排方面具有更高的潜力。     

秦黑杨杂交新品种木材纤维形态及物理力学性质

对产于渭河试验站的秦黑卜杨、秦黑青杨1号和秦黑青杨2号3种秦黑杨杂交新品种对照陕林4号杨木进行木材纤维形态和物理力学性质研究。秦黑卜杨、秦黑青杨1号、秦黑青杨2号和陕林4号杨木的纤维长度分别为987.5、1 064、1 087、935 μm；木纤维长宽比分别为42.75、41.3、42.35、44.9；气干密度分别为0.44、0.42、0.42、0.49 g/cm³；体积干缩系数分别为0.40%、0.33%、0.28%、0.26%；顺纹抗压强度分别为36.46、34.79、36.21、46.29 MPa；抗弯强度分别为63.18、60.52、61.89、81.34 MPa；抗弯弹性模量分别为6 896.67、6 339.21、6 627.16、8 082.40 MPa；综合强度分别为99.64、95.31、98.10、127.63 MPa。结果表明，3种秦黑杨新品种的木纤维长度均大于陕林4号，木纤维长宽比略小于陕林4号；3种秦黑杨新品种的物理力学性质指标均小于陕林4号，但干缩系数大于陕林4号。综合分析纤维形态和物理力学性质指标，作为纤维工业用材，3种秦黑杨新品种优于陕林4号，3种秦黑杨新品种是较为理想的造纸和纤维工业用材；作为结构用木材，陕林4号优于3种秦黑杨杂交新品种。     

纳米粒子增强PP纤维的研究

将处理过的纳米粒子与纯PP切片共混后熔融纺丝,经过后拉伸及松弛热定型就可制得含纳米粒子的PP纤维.当纤维中纳米粒子的含量保持在4%时,且纳米粒子:分散剂= 1:1时, 其纤维的强度可达到6.05cN/dtex,比纯PP纤维的强度提高24.5%.本文对其增强机理做了初步探讨.