杉木、马尾松木粉增强高密度聚乙烯复合材料的老化性能

为了有效利用贵州省主要森林采伐和加工树种的木材加工剩余废料和废旧塑料,采用挤出成型法分别制备了杉木和马尾松木粉增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料;经过12个月的室内和户外的自然老化,对比老化前后复合材料的材色、密度、弯曲、拉伸、冲击等物理和力学性能,并分析了动态力学性能。试验结果表明:室内老化使复合材料的材色变暗且向红色和黄色方向变化,户外老化使复合材料的材色变亮且向绿色和蓝色方向变化。复合材料的拉伸性能受老化影响较为显著,户外的环境加快了木塑复合材料的老化降解速率。杉木/HDPE复合材料的耐老化性能均优于马尾松/HDPE复合材料。     

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。     

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。     

玉米秸秆粉体/聚乙烯复合材料的制备及性能

研究利用玉米秸秆粉体作为增强材料与聚乙烯(PE)通过挤出成型制备玉米秸秆粉体/PE复合材料的可行性,并考查了玉米秸秆粉体添加量及其尺寸对复合材料力学性能的影响。结果表明:随玉米秸秆粉体添加量的增加,玉米秸秆粉体/PE复合材料的拉伸强度、拉伸模量呈先升后降趋势,弯曲模量逐渐增大,冲击强度则逐渐减小;当玉米秸秆粉体添加量为50%时,复合材料的综合力学性能最佳。此外,玉米秸秆粉体/PE复合材料的力学性能随玉米秸秆粉体长径比的增大而增强;在考查范围内,添加40目h(粒径)≤60目玉米秸秆粉体复合材料的力学性能最好。电镜结果显示添加20目h≤40目玉米秸秆粉体/PE复合材料粉体在基体中分布不均,断面形貌最差,而添加40目h≤60目玉米秸秆粉体复合材料的断面形貌最佳。     

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。     

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。     

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。      

竹粉粒径对竹/聚丙烯复合材料力学性能的影响

以竹粉和聚丙烯粉料为原料,马来酸酐接枝聚丙烯为偶联剂,通过注塑成型制备了竹塑复合材料.研究了不同粒径竹粉对复合材料力学性能的影响.结果表明:不同粒径的竹粉对复合材料拉伸性能、弯曲性能及冲击强度均有显著的影响.竹粉粒径在40～120目时,随着粒径的减小,复合材料的拉伸强度、弯曲强度,以及缺口冲击强度呈逐渐减小的趋势.当粒径达到200目时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度却有所增大.竹粉粒径为20目时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度均比40目的要低.大粒径竹粉(40目)与小粒径竹粉(200目)填充的复合材料表现出的不同力学性能,可能与竹粉与基体塑料界面结合、纤维形态、表面粗糙度以及内部空隙状况不同有关.     

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响，及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料，选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂，在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料，并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中，测试试材的表面颜色和弯曲性能，并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象，老化960 h后，对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%；两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解，添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组；蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用，前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显；相比于Na-MMT，OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化，且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。      

防静电木粉/聚氯乙烯复合材料的性能

探讨了在木粉/聚氯乙烯复合材料中添加不同数量的超导碳黑后复合材料的电性能、力学性能变化,结果表明在碳黑用量增加时复合材料的表面电阻率减小,拉伸强度和弯曲强度增大,当m(碳黑)∶m(聚氯乙烯)=20∶100时可以使复合材料达到防静电的效果。用锥形量热仪(CONE)研究了碳黑加入对复合材料热释放和烟释放的影响,发现碳黑使复合材料的热释放速率增加,而烟释放却减少。     

木粉/废旧橡胶粉/HDPE三元复合材料的微孔结构及拉伸性能

以废旧橡胶粉、意杨胶合板砂光粉和聚乙烯(HDPE)为主要原料,结合碳酸氢钠(Na HCO_3)发泡剂、马来酸酐改性聚乙烯(MA-PE)偶联剂和聚乙烯蜡润滑剂,采用挤压工艺生产木橡塑复合材料(WRPC)。详细探讨了木粉、橡胶与HDPE配比及发泡剂用量对WRPC材料内部微孔结构及拉伸性能、湿性能的影响。结果表明:无论发泡与否,WRPC材料均具有大量泡孔,泡孔的数量、尺度和形态与物料配比,尤其是HDPE和发泡剂的用量密切相关;WRPC材料具有优异的拉伸性能和湿稳定性,在挤压工艺不变时,木粉、橡胶粉和HDPE的用量对拉伸强度具有明显影响,且具有交互效应,根据交互影响结果可绘制性能等位线;发泡后WRPC材料密度明显降低,拉伸强度减小而吸水率增大,当发泡剂用量为3%时,拉伸强度最大。研究结果为订制特定需求的WRPC材料提供了可靠的理论和应用借鉴。     

碳布位置对木粉/高密度聚乙烯复合板性能影响

引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm表层木塑板)、CF151(1 mm表层木塑板+碳布+5 mm芯层木塑板+碳布+1 mm表层木塑板)、CF070(碳布贴在最外层)、CF7(不添加碳布的空白实验)。研究结果表明,CF070复合材的弯曲强度最大;CF151的弹性模量最大,即碳纤维放在近表层位置时,弯曲性能较好,但拉伸时木塑表层容易拉断;放在靠近中心位置时复合材的拉伸强度和冲击强度提高幅度较大。综合考虑各性能,表层厚度为2 mm时可最大程度发挥碳布优势、增强木塑复合材料力学性能。     

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。     

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.     

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,...     

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 ℃。      

偶联剂含量对植物纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

固定植物纤维和高密度聚乙烯比例为4:6,在一定挤出工艺条件下,制备植物纤维/高密度聚乙烯复合材料,研究偶联剂含量对稻草/高密度聚乙烯复合材料和玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响.结果表明:偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弯曲强度较好,稻草/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了50.92%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了66.69%;偶联剂质量分数为6%时,复合材料的拉伸强度较好,稻草/高密度聚乙烯的拉伸强度提高了19.44%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料的拉伸强度提高了35.18%.     

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。     

增韧剂对竹塑复合材料性能的影响

为研究聚烯烃弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)3种增韧剂对竹粉/高密度聚乙烯复合材料的增韧机理,制备韧性较好的竹粉/高密度聚乙烯复合材料;分别加入不同质量分数的POE、EPDM、SBS制成竹粉/高密度聚乙烯复合材料试样,并对其进行力学性能和流变性能测试。力学性能测试结果表明:随着3种增韧剂质量分数的增加,复合材料的冲击强度均明显增大,拉伸强度和弯曲强度均减小。当POE、EPDM质量分数为30%,SBS质量分数为40%时,复合材料的冲击强度最好;流变性能测试结果表明,低频区复合材料的储能模量和损耗模量总体随着增韧剂质量分数的增加而增大,说明随着增韧剂质量分数的增加,复合材料的黏弹性增强。