抗静电剂对木粉/PVC复合材料性能的影响

分别采用非离子型、高分子型和阴离子型3种抗静电剂制备抗静电木粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,重点研究了阴离子型抗静电剂SAS-93对木粉/PVC复合材料抗静电性能的影响。结果表明,与其他两种抗静电剂相比,阴离子型抗静电剂SAS-93的抗静电作用效果最好,当添加量达到40 g时,复合材料的表面电阻率ρ_s和体积电阻率ρ_V分别下降至1.20×10~8Ω和4.67×10~8Ω·cm,已经达到了抗静电材料的要求。继续增加抗静电剂的添加量,木粉/PVC复合材料的ρ_s和ρ_V均有所降低,但是当添加量超过80 g时,复合材料的ρ_s和ρ_V下降幅度很小。红外分析表明SAS-93并未与复合材料中除PVC以外的其他组分发生化学反应。热重分析表明SAS-93在一定程度上有利于木粉/PVC复合材料提前成炭,提高其高温时的热稳定性。随着SAS-93添加量的增加,复合材料平衡转矩和剪切热降低,说明SAS-93可以改善复合材料的加工性能,但同时也大幅度降低了复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度。动态力学分析中储能模量与静态力学分析中弯曲模量有相同的变化趋势。     

马来松香对木粉/HDPE复合材料流变性质的影响

用马来松香对木粉进行流动性能改善处理,与高密度聚乙烯(HDPE)熔融复合,挤出成型制备木粉/HDPE复合材料(WF-HDPE).利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)技术,分析经马来松香改性前后木粉表面官能团的变化和元素的变化,采用旋转流变仪研究.WF-HDPE的流变行为.FrIR与XPS分析表明,马来松香分子中的酸酐基团与木粉表面的羟基发生了酯化反应,并且马来松香是以单酯的形式接枝到木粉表面,同时产生一游离羧基.WF-HDPE流变学研究表明:复合材料的复合黏度(η*)、储能模量(G′)和损耗模量(G″)随马来松香用量的增加先减小后增大最后减小,但体系的黏度和模量总体呈下降趋势,木粉经马来松香改性后复合熔体的流变性能显著改善,这不仅有利于提高复合材料的成型加工效率,而且适当的马来松香处理也能够提高复合材料的拉伸强度和弯曲强度,后者被静态力学试验结果所证实.     

杨木粉/聚乳酸3D打印复合材料的性能研究及工艺分析

制备得到添加不同弹性体的杨木粉/聚乳酸复合线材,再通过熔融沉积成型技术打印成型。对复合材料的力学性能和流变性能进行测试,研究弹性体的种类对复合材料的影响,并分析复合材料在打印过程中的优势和问题。结果表明:聚己内酯(PCL)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的添加可提高复合材料的冲击强度,但拉伸强度、弯曲强度性能降低。复合材料的复数黏度与频率成负相关,存在剪切变稀现象。添加弹性体后,复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量增大。可见,添加PCL的复合材料能获得相对较好力学性能和增韧效果。对制品的误差进行分析,XY方向上误差小。此技术能打印的最大斜角为无限接近于arctan(分层尺寸/线径),可实现精度要求较高的榫卯拼接和较复杂的镂空。     

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.     

KH-550含量对茶梗粉/HDPE性能的影响

为探明硅烷偶联剂KH-550对茶梗粉/HDPE复合材料相容性与分散性的改善效果,用国家标准方法和HAAKE MARSⅢ旋转流变仪对复合材料的力学性能与流变性能进行了研究。结果表明,KH-550含量为1.8%时,复合材料的力学性能与耐水性能较好;相同应变条件下,复合材料的储存模量和损耗模量均随KH-550的增加而降低,当KH-550含量为1.8%时,复合材料的储存模量和损耗模量均达到最小值;相同温度和频率条件下,复合材料的储存模量随KH-550的增加而减小,且均在KH-550含量为1.8%时达到最小值。KH-550含量为1.8%时,复合材料的力学性能、耐水性能、界面相容性以及分散性等综合性能较好。     

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.     

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。     

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。     

纳米CaCO_3对其改性木塑复合材料动态流变性能研究

通过超声波分散改性技术对硅烷偶联剂KH570改性的纳米碳酸钙进行表面改性制备了改性纳米碳酸钙,采用熔融共混法制备了木纤维(WF)/聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙三元复合材料。使用ARES旋转流变仪系统研究了复合材料的动态流变性能。结果表明:扫描频率、温度及纳米Ca CO3含量均会对体系的流变性能产生影响。随着扫描频率的增大,体系的储能模量G′与损耗模量G″越大,而复数粘度η*则减小,温度升高时复数粘度和松弛时间降低。当纳米Ca CO3加入量≤15%(质量分数)时,随着纳米Ca CO3含量的增加,WF/PP/纳米Ca CO3复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加且均高于WF/PP,当纳米Ca CO3加入量15%(质量分数)时,反而呈下降趋势。     

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。     

乙酰化木粉基复合材料的疏水与流变性能研究

通过双螺杆挤出、注塑方法制备了木粉(WF)、乙酰化木粉(AWF)与低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)的共混材料。采用吸水率测定、接触角测量、旋转流变仪、拉伸测试和扫描电镜(SEM)分别表征了共混材料的疏水、流变性能、力学性能和微观形貌结构。结果表明:由AWF制备的共混材料相比同质量比例的由WF制备的共混材料具有更好的疏水性能,吸水率发生了大幅度降低。随着材料中AWF含量的减少,共混材料的吸水率逐渐降低,接触角逐渐增大。流变测试表明AWF/LDPE共混材料在黏度和储能模量方面都低于WF/LDPE共混材料,AWF/LDPE共混材料的黏度和储能模量也随着AWF含量的减小而减小。力学性能测试显示由AWF制备得到的复合材料相比于由WF制备的复合材料的拉伸强度有所下降,断裂伸长率却有较大幅度的提升。SEM分析表明AWF与塑料基体的相容性得到了改善,两相之间共混分散结合更加紧密。     

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。     

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.     

马来酸酐接枝聚乙烯对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

以废旧高密度聚乙烯(HDPE)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)作为偶联剂,通过混炼、平板热压成型制备BF/HDPE复合材料。研究通过改变偶联剂的添加量(0%,2%,5%,8%)来检测产品的吸湿、吸水性、力学强度等指标,结果显示:MAH-g-PE能明显改善BF/HDPE复合材料的吸湿、吸水性能,以及提高产品的力学性能,当添加量为5%时,样品显示了最低的吸湿、吸水率,静曲强度与弹性模量分别提高60%和52%,拉伸强度与抗冲击强度分别增长48%和72%。红外光潜(VrIR)检测证实添加MAH-g-PE后,游离羟基与马来酸酐之间发生了酯化反应。     

竹炭粉/丁苯橡胶/超高分子量聚乙烯柔性复合材料的制备与性能表征（英文）

以干混和挤出法制备竹炭粉/丁苯橡胶/超高分子量聚乙烯复合材料,研究丁苯橡胶和超高分子量聚乙烯的含量比例对复合材料形貌、拉伸和动态力学性能的影响。观察发现添加丁苯橡胶后复合材料表面光滑,且具有一定的韧性。通过扫描电镜分析发现竹炭粉与丁苯橡胶在没有添加任何助剂的情况下与基体树脂混合良好,形成良好的分散状态。在丁苯橡胶和超高分子量聚乙烯含量分别为10%和30%的时候,复合材料的断裂伸长率从26.29%增加到39.57%,比不添加橡胶最终提高了50.51%。动态力学分析发现,复合材料的存储模量随着超高分子量聚乙烯含量的增加和丁苯橡胶含量的减少而增大,最大可达到17.17 GPa。而在60%竹炭粉/10%丁苯橡胶/30%超高分子量聚乙烯的质量配比下可以得到相对高强高韧的材料,此时复合材料的拉伸强度为91.45 MPa,断裂伸长率为39.57%。这种柔性复合材料为超高分子量聚乙烯拓宽了应用领域。     

巴旦木壳/高密度聚乙烯基复合材料的阻燃性能

为有效利用食品加工行业产生的巴旦木果实外壳,用高密度聚乙烯(HDPE)、巴旦木壳、FRW阻燃剂为原料合成一种具有阻燃特性的复合材料。结果表明,巴旦木外壳存在丰富的孔隙结构,能够在较短时间内吸附较多的阻燃剂;当巴旦木壳载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的力学性能较好,与未添加阻燃剂的复合材相比弯曲强度提升10.93%,拉伸强度提升8.19%,弹性模量提升0.88%,冲击强度提升29.44%。扫描电子显微镜观察显示,巴旦木壳的细胞壁上均匀分散着阻燃剂;当巴旦木壳载药率为5%,15%,25%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的极限氧指数分别为25.7%,26.5%,27.1%,高于相同条件下制备的杨木/HDPE复合材料。锥形量热仪检测结果表明,巴旦木壳/HDPE复合材料相比杨木/HDPE复合材料阻燃性能更好。当载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的最高热释放速率、平均热释放速率、总热释放量、平均有效燃烧热、点燃时间分别为256.12 k W/m~2、147.50 k W/m~2、73.78 MJ/m~2、21.47 MJ/kg、27 s,具有较好的阻燃性能。热重分析显示,巴旦木壳/HDPE复合材料具有较好的热稳定性。     

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。     

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%。     

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。     

热氧老化和水浸渍对木粉/HDPE和稻壳粉/HDPE两种复合材料性能的影响

木粉和稻壳粉是制备木塑复合材料(WPC)常用原料。WPC在使用过程中经常受到热和水分的影响,笔者对比研究了稻壳粉/HDPE和木粉/HDPE两种复合材料经历热氧老化和长时间水浸渍后性能的变化规律。结果表明:木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的弯曲强度和弹性模量都大于稻壳粉/HDPE的;随着热氧老化或水浸渍处理时间的延长,复合材的挠曲性能下降,其中木粉/HDPE复合材的弹性模量下降最为迅速;复合材料表面明度值随着热处理时间的延长而减小,说明颜色变暗,稻壳粉与木粉填充的复合材之间差别不大。通过光学显微镜观察发现,HDPE与稻壳粉或木粉之间都有缝隙存在,为水分和氧气的进出提供了通道。