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%.     

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。     

3种高含量植物纤维填充聚乳酸复合材料性能对比

[目的]为比较不同植物纤维对由其制备的聚乳酸(PLA)复合材料性能的影响，选用稻壳、芦苇秸秆、竹3种性能较优的植物纤维和PLA制备高含量植物纤维复合材料(植物纤维含量为50%)。[方法]对植物纤维进行成分分析，观察植物纤维/PLA复合材料的官能团、微观形貌，测定复合材料的力学性能、耐水性能和热稳定性。[结果]竹纤维/PLA复合材料具有最好的综合力学性能，其弯曲强度为91.37 MPa,比稻壳、芦苇秸秆纤维/聚乳酸复合材料分别高17.18%、40.33%;冲击强度为5.06 kJ·m^-2,比稻壳、芦苇秸秆纤维/聚乳酸复合材料高9.49%、53.56%。竹纤维/PLA复合材料的断面微观结构最致密，纤维与PLA结合最好。高含量植物纤维填充会降低复合材料的耐水性和热稳定性，而竹纤维/PLA复合材料能够保持较好的耐水性和耐热性。[结论]3种高含量植物纤维复合材料中，竹纤维复合材料具有最优的综合性能，为进一步拓宽聚乳酸复合材料的应用奠定了基础。     

聚乳酸/牛至精油抗氧化活性包装膜的制备及性能研究

以聚乳酸为基材、牛至精油为抗氧化活性成分、司班80为增塑剂,通过流延成膜工艺制备聚乳酸/牛至精油抗氧化活性包装膜并对其性能进行测定,通过测定拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量评价牛至精油对聚乳酸包装膜力学性能的影响,测定水蒸气透过率及氧气透过率评价牛至精油对聚乳酸包装膜阻隔性能的影响,测定自由基清除率评价牛至精油对聚乳酸包装膜抗氧化性能的影响。结果表明,聚乳酸/牛至精油膜材料具有较好的抗氧化性能且其抗氧化效果随牛至精油添加量的增加而增强,添加不同量的牛至精油对聚乳酸膜的包装性能有不同程度的影响。当牛至精油添加量达到1.5%时,聚乳酸/牛至精油膜的自由基清除率可达82.6%,此时膜材料的厚度显著增加至(136.2±6.0)μm,拉伸强度、弹性模量分别显著下降至(10.0±0.9)MPa、(22.7±3.0)MPa,断裂伸长率轻微下降至(343.4±18.2)%,水蒸气透过率显著降低至(34.7±1.2)g/m~2·24 h,氧气透过率增高至(988.3±39.6)mL/m~2·24 h·atm。     

用于防沙治沙的竹纤维基液体地膜的研制

[目的]为防沙治沙提供技术支持。[方法]利用天然竹纤维为原料,先通过羧甲基改性制备羧甲基纤维素（CMC）,并进一步制备竹纤维基液体地膜,考察CMC用量对膜性能的影响。[结果]随着CMC用量的增加,地膜溶液的粘度逐渐增大,膜的拉伸强度、断裂伸长率和透光率呈先增加后降低趋势,而吸水率则先减小后增加。当CMC用量为5 g/100 ml H2O时,膜的拉伸强度、断裂伸长率和透光率最大,而吸水率最小。30 d后,沙粒表面的竹纤维基液体地膜大量降解,而沙粒硬化成块。红外分析结果表明,CMC与玉米淀粉（ST）或PVA大分子之间发生了交联作用,形成了互穿网络结构。[结论]该研究成功研制了竹纤维基液体地膜,该地膜具有良好的降解和防沙治沙效果。     

生物炭对玉米醇溶蛋白/聚丙烯复合材料力学性能的影响

为实现玉米醇溶蛋白（Zein）的材料化利用,以生物炭、聚丙烯（polypropylene,PP）、Zein为原料制备复合材料（Zein/PP）,探究生物炭对Zein/PP复合材料力学性能的影响。结果表明,生物炭与Zein均没有改变PP的晶面结构,生物炭降低了Zein/PP复合材料的相对结晶度;生物炭的多孔结构与PP形成了一种稳定的界面结构,进而改善了Zein/PP复合材料的弯曲性能、拉伸性能、冲击强度、刚性、弹性、尺寸稳定性。当生物炭的含量为15%时,复合材料的综合力学性能最佳,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、冲击强度分别为44.68 MPa、2.66 GPa、24.27 MPa、0.29 GPa、7.07%、6.10 kJ·m^-2。试验结果可为Zein/PP复合材料性能的改善提供依据。     

长白落叶松木材单根管胞力学性能分析

为了评价长白落叶松木材作为纸浆材的管胞力学强度,采用单纤维拉伸技术开展了长白落叶松早晚材单根管胞拉伸力学性能研究。结果表明,长白落叶松早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率的均值分别为9.64 GPa、714.05 MPa及6.01%,晚材的均值分别为12.74 GPa、963.85 MPa、和8.60%。方差分析表明长白落叶松早晚材间单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率存在极显著差异（0.01水平）,晚材单根管胞力学性能显著高于早材;单根管胞弹性模量和拉伸强度在径向年轮间的变异极显著（0.01水平）,断裂伸长率在年轮间的差异性不显著。在株内径向上,长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加;在株内纵向上,单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度变异性极显著（0.01水平）,而断裂伸长率在纵向上的变异性不显著。该结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

长白落叶松木材单根管胞力学性能分析

为了评价长白落叶松木材作为纸浆材的管胞力学强度,采用单纤维拉伸技术开展了长白落叶松早晚材单根管胞拉伸力学性能研究。结果表明,长白落叶松早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率的均值分别为9.64 GPa、714.05 MPa及6.01%,晚材的均值分别为12.74 GPa、963.85 MPa、和8.60%。方差分析表明长白落叶松早晚材间单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率存在极显著差异(0.01水平),晚材单根管胞力学性能显著高于早材;单根管胞弹性模量和拉伸强度在径向年轮间的变异极显著(0.01水平),断裂伸长率在年轮间的差异性不显著。在株内径向上,长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加;在株内纵向上,单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度变异性极显著(0.01水平),而断裂伸长率在纵向上的变异性不显著。该结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

木质素含量对木材单根纤维拉伸性能的影响

以杉木木材单根纤维为研究对象,采用3种化学方法不同程度地脱除木质素,在细胞水平上,探讨木质素对木材单根纤维拉伸力学性能的影响。结果表明：在干燥状态下,单根纤维的弹性模量随着木质素含量的减少而降低,但整体降低的程度不大,木质素几乎完全脱除时,单根纤维的弹性模量降低约7%;木质素对单根纤维的拉伸强度和断裂伸长率影响显著,都...     

竹塑复合材料及其在土工网中的应用

竹纤维用量对竹塑复合材料土工网的力学性能、加工性能和热学性能影响的实验结果表明：随竹纤维含量的增加,竹塑复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及热变形温度都比基体材料有较显著的提高,而断裂伸长率和熔体流动速率则略有降低。综合考虑复合材料土工网的各项性能,采用主成分分析法确定竹纤维最佳含量为27％。27％竹纤维和10％玻璃纤维混合增强的竹塑复合材料土工网的拉伸强度可达到33．8kPa,伸长率为10．2％,竹塑复合材料土工网可广泛应用于土木工程建设领域。     

棉秆单根皮部纤维的形态及性能研究

为在不同领域更好地利用棉秆皮部纤维,采用纤维长度分析仪、纤维拉伸仪、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪对棉秆单根皮部纤维进行纤维形态、力学强度、横截面积和结晶度的研究。结果表明:棉秆单根皮部纤维的平均长度为（1 484.43±753.78） μm,宽度为（18.90±6.61） μm,长宽比为65.75。棉秆单根皮部纤维实心或中空非常小,呈菱形或圆形。棉秆单根皮部纤维的应力 应变曲线线性度非常好,未见明显的屈服阶段。棉秆单根皮部纤维的弹性模量为13.66 MPa,断裂伸长率为6.32%,柔韧性很好。棉秆单根皮部纤维的结晶度为21.66%,具有较大的吸湿性和化学吸附能力。      

纳米SiO2 -APP 对木塑复合材料界面特性及力学性能的影响

用聚磷酸铵(APP)与阻燃协效剂纳米二氧化硅(SiO2 )制备了阻燃型木塑复合材料,并利用FTIR、SEM 和力学 性能测试仪,探讨纳米SiO2 的添加量(2%、4%、6%)和APP 的添加量(8%、10%、12%)对木塑复合材料的界面性 能和力学性能的影响。结果表明:1)当纳米SiO2 添加量为2% ~6%、APP 添加量为8% ~10%时,两者可以均匀地 分布在木塑复合材料的孔隙中,并且纳米SiO2 可以与木质纤维形成Si—O—C 结合,改善复合材料的界面性能;但 是,APP 添加量增加至12%时,纳米SiO2 和APP 之间会发生团聚,降低了复合材料的性能。2)当纳米SiO2 添加量 为2% ~6%、APP 添加量为8% ~10%时,木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度均比未添加纳米SiO2 、APP 的有所 增加,拉伸断裂伸长率基本保持不变,冲击强度降低。通过双因素方差分析可知,纳米SiO2 、APP 的添加量以及两 者之间的交互作用对拉伸性能、弯曲性能无显著影响,但APP 的添加量以及两者之间的交互作用对冲击强度有显 著影响。      

可生物降解木塑复合材料的国内外研究进展

根据现阶段国内可生物降解塑料/植物纤维复合材料的研究状况,围绕植物纤维原料、偶联剂、原料预处理、降解性能等多个研究热点,重点对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)基木塑复合材料的研究展开分析,并对可生物降解塑料/植物纤维复合材料的研究趋势进行展望。     

离子减薄技术在藤纤维力学性质测试上的应用

为构建棕榈藤材纤维细胞壁结构模型,探索棕榈藤强韧机理,选择高地钩叶藤为研究对象,将离析获得的藤皮纤维运用场发射双束扫描电镜产生的离子束经过离子腔加速,对纤维细胞两侧表面对称进行纳米级别的减薄,采用Instron微型力学试验机进行拉伸测试,并用激光共聚焦显微镜对纤维的断口面积进行测量,计算单纤维的拉伸强度和拉伸弹性模量。用超薄切片机对藤试样表面进行抛光,其中对纤维细胞壁要进行减薄的,则要先对该试样进行喷金处理,然后应用纳米压痕仪对高地钩叶藤纤维细胞壁进行纳米压痕试验,采用Oliver and Pharr理论计算纵向硬度和纵向弹性模量。研究结果表明,高地钩叶藤单纤维拉伸强度、拉伸弹性模量分别为475.21 MPa和7.42 GPa;纤维拉伸强度和断裂伸长率随藤材高度增加（即随藤龄减小）而逐渐减小。纤维拉伸强度、拉伸弹性模量及断裂伸长率,均表现为藤皮＞藤芯。减薄处理的藤皮纤维拉伸强度与离析的单纤维拉伸强度变化趋势相反,而单纤维拉伸弹性模量变化趋势与离析的纤维一致。高地钩叶藤藤皮纤维细胞壁纵向硬度和纵向弹性模量分别为0.25和7.01 GPa,藤皮纤维细胞壁纵向硬度和纵向弹性模量,随藤材高度增加（即随藤龄减小）而逐渐减小。中部和梢部藤皮纤维减薄后的微柱的纵向弹性模量分别为6.20和3.87 GPa,比对照纤维分别减小了24.2%和12.2%。中部和梢部藤皮纤维减薄后的细胞壁纵向硬度分别为0.24和0.19 GPa,均略小于未进行减薄处理的对应的纤维细胞壁的纵向硬度。减薄处理后,高地钩叶藤单纤维拉伸强度和拉伸弹性模量均有较大程度下降,纵向弹性模量和纵向硬度略有下降。表明纤维细胞壁的外层拉伸强度、拉伸弹性模量、纵向硬度和纵向弹性模量较内层大,而断裂伸长率却小于内层。     

提高淀粉包装膜强度研究

对提高淀粉可食包装膜的机械强度研究表明,以三氯氧磷交联后的淀粉膜,其断裂伸长率随交联剂用量的增大而递减,抗拉强度和直解撕裂强度先增后减。增塑可提高淀粉膜的断裂伸长率,增塑效应依次为：聚乙二醇〉甘油〉１,２－丙二醇。     

微波处理对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜性能的影响

探讨了微波处理条件对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸湿量、透湿系数和透光率的影响.结果表明,123 W/g辐照功率的处理使水蒸气透过系数、透氧气系数下降,抗拉强度、断裂伸长率增大;而246W/g和375W/g辐射功率的处理使抗拉强度、水蒸气透过系数、氧气透过系数下降,断裂伸长率增大;微波处理使透光率略有下降,但影响不显著.结论:微波对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜的性能具有显著影响.