天然植物纤维聚合物基复合材料的研究进展

介绍了聚合物基复合材料中广泛应用的天然植物纤维(NVF)的种类和性质,综述了天然植物纤维与聚合物基体材料相容性的改进方法、天然植物纤维聚合物基复合材料的研究现状和应用领域等。     

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。     

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。     

我国植物纤维复合材料的发展现状及展望

综述了近年来我国植物纤维复合材料的发展现状及特点,并根据基体材料和增强体材料进行初步分类。简要概括了植物纤维复合材料的应用领域,总结了我国植物纤维复合材料的发展趋势。     

天然植物纤维填充热塑性塑料的研究概况

介绍了植物纤维的来源和特点,以及利用植物纤维与热塑性制备复合材料的研究发展概况,主要从原料特性及复合材料的性能、复合材料加工工艺与设备、复合材料的产品及应用等方面进行介绍,并根据目前研究状况指出植物纤维填充热塑性塑料发展中存在的问题及研究方向。     

碳酸钙原位改性植物纤维及其复合材料性能表征

为研究原位沉积对竹、杉木、黄麻3种植物纤维的表面改性效果,采用平压工艺制备了植物纤维增强聚丙烯复合材料,并通过SEM、原子力学显微镜、光学纤维接触角测量仪等方法分别表征了植物纤维的表面形貌、表面粗糙度、静态接触角、拉伸性能以及复合材料的断口形貌和力学性能。结果表明:CaCO3原位沉积改性对单根植物纤维的表面性能有显著影响,不仅提高了单根植物纤维的拉伸性能,还改善了植物纤维增强热塑性聚合物的界面性能,增强了复合材料的界面强度。原位沉积改性后,3种植物纤维表面均有CaCO3附着,杉木纤维的CaCO3上载量最高,达16.08%;竹纤维最低,为6.96%。改性竹纤维的表面粗糙度Rq值降低了32.95%,静态接触角增加了1.85%;改性杉木纤维的Rq值和静态接触角分别增加了42.51%、3.12%;改性黄麻纤维的Rq值增加了62.77%,静态接触角降低了0.4%。单根改性植物纤维的拉伸性能均有所提高,相同CaCO3原位沉积改性条件下,改性竹纤维的拉伸强度和弹性模量最大,分别为1 134.83 MPa、37.25 GPa。断口形貌SEM图中,改性植物纤维与聚丙烯结合紧密,复合材料的断裂主要以改性植物纤维的断裂为主,表明复合材料的界面性质得到改善。改性植物纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸性能得到提高,而且其弹性模量的变化趋势与改性植物纤维CaCO3附着量的变化趋势一致。改性杉木纤维增强聚丙烯复合材料弹性模量最大,为2.28 GPa;改性竹纤维增强聚丙烯复合材料拉伸强度最大,为54.04 MPa。      

仿生增强制备聚乳酸基骨组织工程复合材料

依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚乳酸框架材料(为0.89 MPa).分离成骨细胞并在三维框架材料上培养,用扫描电镜进行观察,复合材料具有很好的细胞贴附性能.仿生制备的三维纳米羟基磷灰石聚乳酸复合骨框架材料,无论从结构还是性能上,都是骨组织工程中的优选材料之一.     

麻纤维在汽车工业中的开发应用与展望

汽车用天然纤维主要是植物纤维,尤以麻类纤维为代表。介绍了麻纤维的应用特性及其复合材料相对于合成纤维应用于汽车工业上的性能优势,概述了当前麻纤维及其增强复合材料在汽车工业中的应用情况,并对其开发应用作进一步展望。     

9种植物秸秆纤维理化性能对比研究

[目的]本文旨在探讨9种植物秸秆(花生、油菜、芦苇、大豆、红薯、芝麻、棉花、小麦、水稻秸秆)纤维理化特性的差异,以及其替代天然植物纤维增强木塑复合材料的可行性。[方法]对9种秸秆纤维进行红外光谱(FTIR)和X射线(XRD)分析,并用激光共聚焦显微镜观察其表面微观结构。[结果]9种秸秆纤维红外光谱曲线基本相似;芦苇、油菜和棉花秸秆峰值较高,结晶度较高;芝麻和油菜秸秆抗吸湿性能高于其他7种植物秸秆材料,而小麦和水稻秸秆抗湿性差;9种秸秆纤维微观结构差异较大,芦苇、水稻和小麦秸秆长径比较大。[结论]在9种秸秆纤维中,芦苇和油菜秸秆具有较高的结晶度,小麦、水稻和芦苇秸秆具有较高的长径比以及较低的阻湿性,这些优异的理化特性都为秸秆纤维增强制备木塑复合材料提供了基础。     

超低密度植物纤维材料干燥特性和动力学模型

根据干燥动力学理论,分别设定95、100、105℃为热风对流干燥参数和80、160、240 W为微波干燥参数,对植物纤维发泡材料的热风对流和微波干燥的干燥特性进行了研究,并对干燥动力学特性进行数学模型拟合。研究表明,当绝对含水率≤100%,植物纤维发泡材料的热风对流干燥出现传热传质困难,干燥效率降低。而微波干燥速率稳定,干燥曲线呈近似直线线性关系。植物纤维发泡材料的干燥动力学模型可由多项式模型来表示。     

几种纤维增强塑料复合材料的发展现状与趋势

纤维增强塑料复合材料是材料科学的一个重要分支,以其优异的性能及增强结构在社会各领域得到 了越来越广泛的应用。在先进复合材料中,目前最常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维、植物纤维、有机纤维、混 杂纤维。概述了纤维增强塑料复合材料的现状及其应用情况,总结并论述了其发展趋势。     

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。      

木粉-聚乳酸复合材料的染色及其性能评价

为了丰富木塑复合材料的颜色以扩大其用途,并探索色素对木塑复合材料综合性能的影响及其机理,以毛白 杨木粉和生物降解塑料———聚乳酸为原料,选用3 种食品级色素(胭脂红、柠檬黄、果绿)在不同添加量的条件下制 备染色木粉鄄聚乳酸复合材料。对染色后的复合材料进行耐水洗坚牢度、吸水吸湿性、弹性模量、抗弯强度等物理 力学性能测试,并用红外光谱进行表征。结果表明:1)添加色素可以不同程度地改变木粉鄄聚乳酸复合材料的颜 色,但色素添加量越多,复合材料的耐水洗坚牢度越弱,且高温比室温水浴使材料褪色更加明显。2)添加色素会不 同程度地降低复合材料的抗弯强度,但对材料的弹性模量影响不大。果绿色素添加量为2%时,对复合材料的抗弯 性能影响最小。3)果绿色素添加量为2%时,染色复合材料的吸水、吸湿性最小,与未添加色素的空白组接近。4) FT鄄IR 表明,色素在制造过程中发生了变化或者与木材细胞中的物质产生了反应。5)色素的种类和添加量对木粉鄄 聚乳酸复合材料的染色及物理力学性能均有一定程度的影响。添加果绿色素且当其添加量为2% 时,复合材料的 综合性能达到最优。      

植物纤维原料液化及液化物应用综述

综述了植物纤维原料在催化剂和液化剂作用下转化为具有反应活性的液态分子的方法及研究进展,论述了植物纤维原料液化的反应机理和液化产物在合成树脂中的应用,指出研究和开发植物纤维液化物生产高分子复合材料将具有十分广阔的应用前景和现实意义。     

玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的力学及降解性能研究

利用热压工艺制备得到了玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料,研究了玉米秸秆纤维的含量对复合材料力学及降解性能的影响。研究表明：随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的力学性能（拉伸强度、断裂伸长率）出现先增大后减小的变化趋势,在玉米秸秆纤维含量为10%时复合材料的断裂伸长率达到20.3%,复合材料的拉伸强度在玉米秸秆纤维含量13%时达到最大值24.38MPa;在降解120 d后,玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的质量损失率变大,同时随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的质量损失逐渐变大,聚乳酸分子量的降低速度加快。     

聚乙烯醇基生物可降解复合材料的研究进展

结合国内外近年来关于聚乙烯醇可降解材料的相关研究,本文就聚乙烯醇的性能、降解机理以及其复合材料的可降解研究进展作以介绍。结果显示,聚乙烯醇中添加淀粉、纤维素、壳聚糖、聚乳酸、大豆蛋白等生物可降解材料能够明显提高聚乙烯醇的降解速率,但聚乙烯醇基生物可降解材料在实践应用中仍然有一定的难度。     

响应面法优化亚麻纤维/聚乳酸复合材料的制造工艺

以聚乳酸纤维为基本相,亚麻纤维为增强体,通过层结构铺装热压制得亚麻纤维/聚乳酸复合材料。通过单因素试验分析了各因素对复合材料力学性能的影响,确定了各因素试验范围。利用响应面法确定出最优的工艺参数:亚麻用量43%,硅烷用量4%,热压温度190℃。按照此工艺条件制造的复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量分别为49.70 MPa、3.12 GPa、33.50 MPa和2.34 GPa。     

植物纤维增强石膏人造板的生产技术

石膏纤维板是一种生产工艺简单而又很有实用价值的新型建筑材料,它以优良的物理性能和易于加工的特点在国际上已成功地被开发和利用。我国石膏资源丰富,植物纤维增强材料来源也广泛,植物纤维增强石膏板的生产有潜力。     

硅凝胶植物纤维复合材料的微观构造

将植物纤维基超低密度材料浸入硅溶胶中,采用溶胶—凝胶两步法制备具有良好物理性能的复合材料;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观构造进行表征.结果表明:凝胶颗粒不仅覆盖、粘附在发泡材料的纤维表面,同时还填充在材料的内部孔隙中,使材料的密实化程度得到提高,衍射强度降低;同时,在复合材料中发现一些硅凝胶的疏水性基团.表明这种方法可提高材料的防水、防霉以及隔热、隔音等性能.     

热带植物纤维的特性及其预处理

热带植物纤维是一种丰富的天然可再生资源。随着全球化石能源的日益枯竭和世界范围内环境污染的日趋严重,热带植物纤维成为全球范围研究和应用的热点。本文介绍了几种热带植物纤维的性能及其应用情况,并列举了几种纤维的预处理方法。