木纤维/聚丙烯复合材料界面相容性及增韧改性的研究

为了改善木纤维与聚丙烯之间的界面相容性,提高木塑复合材的刚度和韧性,该文利用马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）及马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）对其进行增强和增韧改性.静态力学性能测试结果显示,分别添加适量的PP-g-MAH及SEBS-g-MAH后,复合材料的力学性能有了明显的提高.通过动态力学分析和扫描电子显微镜分析,证明了木纤维与聚丙烯之间的界面结合有了明显的改善,添加PP-g-MAH和SEBS-g-MAH增强了木纤维和聚丙烯基体之间的粘合性,使两相结合得更加紧密,进而提高了木塑复合材的力学性能.      

熔融共混对聚合物性能的影响

在设定的工艺条件下,调整聚合物之间的比例,并加入偶联剂和热塑性弹性体,采用单、双螺杆挤出机组对聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、高密度聚乙烯(HDPE)进行挤出共混,利用扫描电子显微镜和动态热机械分析仪对混合材料的界面结合状况和弹性模量变化进行分析。研究结果表明:加入偶联剂,当PP∶HDPE为8∶2时,抗弯强度提高了49.5%;PS∶PP为8∶2时,抗拉强度提高近50%。聚合物的熔融共混可以改善物理力学性能和界面相容性,并且为废旧热塑性聚合物的回收利用提供了新的有效途径。     

木粉/聚丙烯复合材料的流变性能研究

利用转矩流变仪和旋转流变仪研究了偶联剂、木粉含量及润滑剂对木粉/聚丙烯(WF/PP)复合体系加工流动性能和动态流变特性的影响。结果表明:马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)偶联剂的添加能够改善木粉和聚丙烯之间的界面结合,使得熔体的平衡转矩和复数黏度升高;随着木粉含量的增加,复合体系的平衡转矩和剪切热增大,线性黏弹性区域减小,储能模量、损耗模量和复数黏度均增大,特征松弛时间延长;硬脂酸的添加,可显著降低复合体系的平衡转矩和剪切热,而且硬脂酸的加入可大幅度降低由木粉含量增加所引起的熔体黏度升高现象,这表明硬脂酸能有效改善高木粉填充体系下,WF/PP复合材料的加工流动性能。     

尼龙及增容剂对聚氯乙烯木塑复合材料性能的影响

PVC木塑复合材料中添加低熔点尼龙,并引入3种增容剂:马来酸酐接枝EVA(EVA-g-MAH)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH),以提高材料的性能。力学性能测试显示:尼龙及增容剂的添加提高了PVC木塑复合材料的力学性能。其中,EVA-g-MAH的使用效果最为明显,复合材料的冲击强度提高了39.02%,弯曲强度提高了16.37%。动态力学性能测试表明:添加低熔点尼龙及增容剂,不同程度地降低了复合材料的储能模量。转矩流变性能测试表明:低熔点尼龙降低了复合材料的平衡转矩。而EVA-gMAH及POE-g-MAH提高了尼龙-PVC复合材料的平衡转矩,对材料的加工性有不利的影响。扫描电镜分析表明:加入增容剂后,复合材料界面不同程度发生钝化,复合材料相容性提高。吸水率测试结果表明:低熔点尼龙的加入提高了PVC复合材料的吸水率,而增容剂对降低材料吸水率有明显作用。     

释放改性剂对聚己内酯-布洛芬贴片可打印性及释药性能的影响

以聚己内酯为药物载体材料、布洛芬为模型药物,以微晶纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素为释放改性剂,采用熔融沉积成型打印技术制备具有类石墨烯层间交错网络结构的经皮给药贴片。经力学性能、动态流变性能、红外分析、结晶性能、体外药物释放性能测试并结合释放动力学模型拟合,分析释放改性剂对聚己内酯基药物复合材料熔融沉积成型打印性能、聚己内酯-布洛芬经皮给药贴片药物释放性能的影响。结果表明:微晶纤维素的添加提高了聚己内酯-布洛芬线材的拉伸强度,而乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的添加均在不同程度上降低了线材的拉伸强度;3种释放改性剂均提高了聚己内酯-布洛芬熔体的复数黏度、储能模量,其中微晶纤维素的提高最为显著;红外分析表明释放改性剂与聚己内酯和布洛芬之间仅为物理混合,未发生化学反应;3种释放改性剂均降低了聚己内酯-布洛芬贴片的结晶度;与乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素相比,微晶纤维素对熔融沉积成型打印的经皮给药贴片的累积释药率提高最为明显,120 h内累积释药率从62.3%提高到99.4%。     

高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响

【目的】研究高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响,明确高温热改性和环境湿度对木材平衡含水率、木材顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度的影响规律,揭示高温预处理对胶合木梁抗弯性能影响的作用机制,为高温热改性技术在木结构领域中的应用提供参考。【方法】以高应力等级的兴安落叶松为研究对象,采用工业化热处理技术对落叶松木材进行高温热改性,以高温热改性后的落叶松木材为层板,制备12个足尺胶合木梁。基于EN 408标准四点弯曲方法,分析高温热改性和环境湿度对胶合木梁抗弯弹性模量、抗弯强度、破坏模式、跨中截面荷载-应变曲线和跨中截面应变分布规律等抗弯性能的影响。【结果】高温热改性会在一定程度上降低胶合木梁的抗弯强度,但可明显提高高湿度条件下胶合木梁的抗弯弹性模量,与90%环境湿度下未处理胶合木梁相比,高温热改性后,同湿度下胶合木梁的抗弯强度降低29. 79%,抗弯弹性模量提高23. 71%;高温热改性可降低胶合木梁抗弯弹性模量对环境湿度的敏感性,环境湿度从60%提高到90%,未处理胶合木梁的抗弯弹性模量降低23. 27%,经高温热改性预处理的胶合木梁抗弯弹性模量降低7. 55%; 60%和90%环境湿度下的荷载-位移曲线和跨中截面应变分布曲线表明,胶合木梁在高湿环境中具有更明显的非线性特性,高温预处理后的胶合木梁表现为线弹性。环境湿度对胶合木梁的抗弯性能具有较为明显的劣化作用,90%湿度下胶合木梁抗弯强度和抗弯弹性模量分别为43. 98 MPa和12. 191 GPa,比60%湿度下未处理胶合木梁低17. 07%和23. 27%;环境湿度对木材平衡含水率影响明显,高温热改性是降低木材平衡含水率的有效措施,环境湿度从60%提高到90%,高温热改性处理后落叶松木材平衡含水率分别从10. 74%和20. 62%降至4. 76%和11. 18%。【结论】60%和90%环境湿度条件下,未处理胶合木梁为拉伸破坏,高温热改性构件为拉剪联合破坏,高温热改性后材料的顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度降低是材料破坏模式改变的根本原因。高温热改性后胶合木梁在高湿环境条件下抗弯弹性模量明显改善。     

增塑剂对细菌纳米纤维素-壳聚糖复合膜性能的影响

采用浇铸法制备细菌纳米纤维素-壳聚糖复合膜,分析甘油、聚乙二醇、乙酰柠檬酸丁酯3种增塑剂对细菌纳米纤维素-壳聚糖复合膜透光性、水蒸气透过率、力学性能的影响,并应用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪对复合膜的形貌和结构进行表征。结果表明:细菌纳米纤维素与壳聚糖具有良好的相容性,细菌纳米纤维素-壳聚糖复合膜透明度高,且对紫外光有屏蔽作用;3种增塑剂均可通过削弱细菌纳米纤维素与壳聚糖分子间的氢键、改变复合膜的结晶结构达到增塑效果。3种增塑剂均可降低复合膜的水蒸气透过率,提高复合膜的保湿性能,但其质量分数对该性能影响较小。3种增塑剂均提高了细菌纳米纤维素-壳聚糖复合膜的塑性,增塑效果由强到弱依次为甘油、聚乙二醇、乙酰柠檬酸丁酯。添加质量分数为5%的甘油作为增塑剂时,复合膜具有较优的综合性能,水蒸气透过率为1616.87 g·m-2·d-1、拉伸强度为113.18 MPa、断裂伸长率为24.48%。     

EPDM-MA对木粉/聚丙烯复合材料性能的影响

采用特定设计的双螺杆和单螺杆串联挤出机组,以挤出的方式制备木粉/聚丙烯复合材料。主要采用静态力学试验、动态力学热分析(DMTA)和扫描电子显微镜(SEM)观察等方法,研究了马来酸酐改性的三元乙丙橡胶(EPDM_MA)对木粉/聚丙烯复合材料的静态力学性能、动态力学性能和吸水性能的影响。静态力学性能试验结果表明:添加适量的EPDM_MA有利于提高木粉/聚丙烯复合材料的拉伸和弯曲强度,冲击强度的提高最为显著,但EPDM_MA的添加对复合材料的模量有不利影响。动态力学性能分析结果表明:复合材料的储能模量(E′)和损耗因子(tanδ)的峰值均随EPDM_MA加入量的增加而降低,后者说明EPDM_MA改善了木粉与聚丙烯的界面结合;EPDM_MA的加入,使得复合材料的主转变温度略向高温方向移动,并且在-50℃左右的低温区出现了次级转变峰,表明EPDM_MA对复合材料的热性能产生影响,尤其有利于改善其耐低温冲击性能。SEM研究结果表明:EPDM_MA的添加不仅提高了木粉和聚丙烯的界面结合,并且以直径约为0·1~1μm的球状粒子形态分散于聚丙烯中,能够通过自身的塑性变形而提高复合材料的抗冲击性能。EPDM_MA的添加,有效降低了复合材料的吸水性。     

木塑复合材料流变行为研究进展

木塑复合材料(WPC)是一种兼具有木材和塑料双重优点的新型复合材料,在建筑、家具、装饰、运输和汽车内衬等领域显示出独特的优势并得到了迅速发展。为了进一步降低成本和增强木质感,商业化WPC产品的木质纤维填充量在40%～60%,甚至超过70%。这种高的木质纤维填充量造成了WPC挤出加工困难,主要表现为不稳定流动及表面撕裂等现象的出现,由此导致产品质量差,加工效率低。目前,人们对这种高填充体系下WPC熔体的流变行为尚不完全理解,更是缺乏系统的理论基础。高填充体系下WPC熔体中木质纤维材料与木质纤维材料之间、木质纤维材料与聚合物基体之间相互作用增强,其中木质纤维材料(种类、尺寸、填充量)、聚合物基体的分子质量和分子质量分布、润滑剂、偶联剂都是该复杂体系流变行为的重要影响因素。本文对高木质纤维填充体系下WPC的流变行为研究进行系统回顾,以期为WPC的配方设计、工艺控制、加工设备升级和模具制造提供一定的理论基础和科学依据。     

可膨胀石墨对木粉—聚丙烯复合材料的阻燃作用

用锥形量热仪(CONE)、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)等研究手段分析了可膨胀石墨(EC)及其与聚磷酸铵(APP)复配对木粉—聚丙烯复合材料燃烧性能的影响.结果表明:随EG质量分数的增加,复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(RSR)和总烟释放量（TSR）均有显著降低,极限氧指数增...