聚丙烯/亚麻纤维复合材料的性能研究

研究了亚麻纤维(flaxfiber,FF)的含量和马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)对聚丙烯/亚麻纤维(PP/FF)复合材料各项性能的影响,通过扫描电镜研究了复合材料的界面结构.结果表明:随着FF含量增大,复合材料拉伸强度、硬度和热变形温度提高;添加MAH-g-PP提高了复合材料力学性能和热稳定性,降低了复合材料吸水性.     

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。     

竹/木纤维配比对竹/木/聚丙烯纤维复合材料性能的影响

在聚丙烯纤维比例为50%的条件下,采用不同竹/木纤维配比制备竹/木/聚丙烯纤维复合材料,考察竹纤维用量对复合材料物理力学性能和微观形貌的影响。结果显示:随着竹纤维用量增加和木纤维用量减少,复合材料的耐水性能增强,力学性能则呈先升后降的趋势,竹纤维用量为25%时力学性能达到最大;试验确定优化竹/木纤维配比为m(竹)∶m(木)=25∶25,复合材料的性能满足TL 52448-1998《天然纤维成型材料热塑性增强材料要求》的要求。     

高木材纤维含量聚丙烯基复合材料的制备及其性能

采用模压和热压两种成型方法制备高木材纤维含量的聚丙烯(PP)基木塑复合材料,研究不同工艺方法和木材纤维质量分数(50%~90%)对木塑复合材料吸水性、接触角、表面自由能以及力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜对复合材料的层间断面形貌进行观察。结果表明,木材纤维质量分数的提高使复合材料表面润湿性增强,力学性能有所下降,储能模量降低,玻璃化转变温度提高。当木材纤维质量分数达到80%时,复合材料仍可保持较好的弹性模量和冲击韧性;24 h吸水厚度膨胀率小于15%,可在潮湿环境下使用;表面自由能极性分量与中密度纤维板相当。扫描电镜结果表明,木材纤维质量分数增加可使复合材料的界面结合减弱。采用模压工艺制备的复合板材密度较大,抗弯性能较好;热压工艺所制复合板材的润湿性和冲击强度均优于模压工艺,在贴面装饰方面具有潜在优势。     

聚丙烯比例对木塑复合材料性能的影响

通过正交试验,以木材纤维和废旧聚丙烯塑料为原料,异氰酸酯或马来酸酐作偶联剂,压制木材纤维/聚丙烯复合材料,研究聚丙烯(简称PP)用量对木塑复合材料性能的影响。结果表明,聚丙烯比例对复合材料的内结合强度、吸水厚度膨胀率、静曲强度和弹性模量有不同的影响。在热压时间、热压温度、复合材料密度相同的条件下,用异氰酸酯(简称MDI)作偶联剂,聚丙烯用量40%时复合材料的性能最佳;而用马来酸酐(简称MA)作偶联剂,聚丙烯用量50%时复合材料的性能最佳。     

聚丙烯比例对木塑复合材料性能的影响

以木材纤维和废旧聚丙烯塑料为原料,异氰酸酯(MDI)或马来酸酐(MA)为偶联剂,压制木材纤维/聚丙烯复合材料;通过正交试验,研究聚丙烯(PP)用量对木塑复合材料性能的影响.结果表明:PP比例对复合材料的内结合强度、吸水厚度膨胀率、静曲强度和弹性模量有不同程度的影响.在热压时间、热压温度、复合材料密度相同的条件下,在用MDI做偶联剂,PP用量为40%时,复合材料的性能最佳;在用MA做偶联剂,PP用量为50%时,复合材料的性能最佳.     

木纤维尺寸对聚乳酸木纤维复合材料性能的影响

采用3种长径比的杨木纤维作为原料,与聚乳酸复合制成木纤维/聚乳酸复合材料。通过对比3种复合材料的静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度发现,含有中等尺寸木纤维复合材料的综合物理力学性能较高,而含有较小尺寸木纤维复合材料的拉伸强度较高,含有较大尺寸木纤维的样品综合性能较差。研究结果表明,纤维的分散性、体系的均匀性以及界面结合度对复合材料的各项物理力学性能影响最大,而木纤维的尺寸很大程度上决定了其分散性和界面结合面积,因此,添加适当尺寸的木材纤维能够对木纤维/聚乳酸复合材料的力学性能产生相应的增强效果。     

纤维热塑性聚合物热压复合工艺的研究

通过聚乙烯、聚丙烯分别与木纤维复合制板工艺的研究,探讨加入助剂、改变聚乙烯、聚丙烯用量对复合材料力学性能的影响。结果表明:对纤维进行改性处理,可以明显改善木塑复合材料的力学性能;塑料越细且含量为30%时,复合材料基本可达到中密度板国标要求的力学性能指标。     

石墨化生物质炭复合材料制备研究

在高温氮气流中制备竹基和木基生物质炭,并将其掺入聚丙烯(PP)中制备生物质炭-聚丙烯复合材料,探究生物质炭对复合材料力学性能的影响。通过拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）和衰减全反射（ATR）红外光谱及复合材料中的空隙因子归一化分析表明：竹基生物质炭和木基生物质炭具有明显的石墨特性;与纯聚丙烯相比,竹基生物质炭-聚丙烯复合材料有效拉伸强度降低了约10%;木基生物质-聚丙烯复合材料拉伸强度为32.3 MPa,冲击强度为17.4 J/m,与纯聚丙烯相比,木基生物质炭-聚丙烯复合材料的拉伸模量、抗弯强度和抗弯模量分别增加56%、19%和67%;木基生物质炭掺入热塑性聚丙烯中可增强复合材料的力学性能。     

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.     

MA-SEBS对木纤维/聚丙烯复合材料冲击断裂行为的影响(英文)

马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(MA-SEBS)用作聚丙烯/木纤维复合体系的界面相容剂及冲击改性剂,来提高其界面粘接及冲击强度。研究了MA-SEBS含量对PP/WF复合材料冲击断裂行为的影响,当MA-SEBS含量达到8%时,冲击性能达到了最大值,进一步增加到10%并未提高其断裂韧性,但动态热机械分析(DMA)表明复合材料刚性的提高,这归因于PP/WF界面的改善,当MA-SEBS超过8%,聚丙烯与木纤维分子间的相互作用增强。扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的断裂表面,表明木纤维与聚丙烯表面强烈的界面粘结。图5表1参11。     

工业大麻/聚丙烯纤维复合材料配比及密度对其性能的影响

采用工业大麻纤维与聚丙烯(PP)纤维制备复合材料,考察密度、纤维配比对复合材料物理力学性能的影响。结果表明:随着密度的增加和大麻纤维用量的减少,复合材料的静曲强度增加,耐水性能改善;当密度为0.8 g/cm~3,大麻纤维与PP纤维配比为3∶7时,复合材料的力学性能满足DB 44/T 349-2006《木塑复合材料技术条件》中家具及装修用复合材料的力学性能要求,但耐水性能还有待进一步提高。     

浅议配料比对木纤维／聚丙烯复合材料性能的影响

本文研究了配料比对木纤维／聚丙烯复合材料物理力学性能的影响,研究结果表明：随着聚丙烯用量的增加,木纤维／聚丙烯复合材料的弹性模量、静曲强度呈先上升后下降趋势。当聚丙烯用量为25％左右时,弹性模量和静曲强度均达到较大值;随着聚丙烯用量的增加,吸水厚度膨胀率呈下降趋势,而密度略呈上升趋势。     

聚磷酸铵对竹/聚丙烯纤维复合毡增强酚醛树脂基复合材料性能的影响

采用聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹/聚丙烯纤维复合毡增强酚醛树脂基复合材料进行阻燃改性,研究阻燃剂的添加对复合材料力学、阻燃和导热性能的影响。当复合材料中添加25%APP时,力学性能测试结果表明,该复合材料的静曲强度和内结合强度分别降低了18.49%和62.86%,而隔热效果基本不变。采用扫描电子显微镜对复合材料内部进行表征,结果表明,APP的添加会破坏酚醛树脂的固化能力,导致力学性能的下降。采用锥形量热仪和极限氧指数仪对复合材料的阻燃性能进行分析,结果表明,添加APP后,复合材料的热释放速率和总热释放量分别降低了50.62%和50.82%,而极限氧指数则达到29.7,阻燃性能得到了明显改善。采用导热系数测定仪对阻燃前后复合材料的隔热效果进行表征,结果表明,APP的添加对复合材料保温效果没有影响。     

纳米CaCO3对木纤维增强生物可降解复合材料力学性能的影响

为探索纳米CaCO₃对增强生物可降解复合材料力学性能的影响,采用混炼、注射成型工艺制备纳米CaCO₃改性木纤维/聚乳酸复合材料,研究了纳米粒子添加量（1wt%,2wt%,3wt%,4wt%）及粒子预处理（偶联剂,硬脂酸,偶联剂-硬脂酸）对材料拉伸性能与冲击性能的影响。随着CaCO₃添加量增加,复合材料力学强度先增大后减小,质量分数2%时材料拉伸强度和冲击强度分别提高8%与20%,粒子的增韧效果明显。预处理不仅能增强木纤维与聚乳酸的结合,也提高了纳米粒子分散性,增强材料整体力学性能。纳米粒子在聚合物基体中的分散性及其与聚合物界面结合是影响材料性能的关键。     

再生聚丙烯与木刨花复合材料的密度和木塑比对复合材料主要性能的影响

研究了用异氰酸酯树脂为胶粘剂,木材刨花与回收聚丙烯为主要材料的复合材料的主要力学性能和尺寸稳定性。结果表明,密度对复合材料的性能有很大的影响,密度越大,力学强度越高,吸水厚度膨胀率基本越低;木塑配比对复合材料的力学性能有一定的影响,力学性能均随着配比的增加呈现不同程度的下降趋势;配比对吸水厚度膨胀率影响明显,配比越大,吸水厚度膨胀率越低,且密度大时,影响就越显著。     

木纤维含量对注塑成型木纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

利用注塑成型的工艺方式制备木纤维/聚乳酸(PLA)复合材料,研究了较高木纤维含量对木纤维/PLA复合材料力学性能的影响。研究发现,木纤维的加入对复合材料体系的力学性能有显著的影响。加入木纤维后,复合材料的弯曲强度和拉伸强度都有微小的降低,弹性模量和拉伸模量有显著提高;但随着加入木纤维含量的提高,复合材料体系弯曲强度和拉伸强度会有所回升。     

不同单元形态木材增强重组竹结构材料抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论,探讨将几种不同单元形态的木材:木束、木刨花和木纤维与重组竹的基本单元--竹束,采用均匀混杂方法制备增强型重组竹结构材料的可行性,研究木束-竹束、木刨花-竹束以及木纤维-竹束的混杂比对增强重组竹结构材抗弯性能的影响.结果表明:与重组竹相比,当刨花-竹束以及纤维-竹束混杂比分别为10%、5%时,在垂直加载和水平加载方向上竹木复合重组结构材料的静曲强度和弹性模量综合增强效果最为明显,而随着木束-竹束混杂比增加,木束增强重组竹结构材料的弹性模量和静曲强度呈现先下降再上升的趋势,当混杂比为33%时负增强效应最大.     

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℃。     

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.