木质素增强的木塑复合材料性能及微观形貌特征研究

利用碱木质素、桉木粉、高密度聚乙烯和助剂,采用挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料,分析研究了碱木质素制备木塑复合材料以及碱木质素含量对复合材料多项性能的影响。结果表明:碱木质素可以作为原料之一用来制备木塑复合材料,在一定添加范围内,制备的木塑复合材料内部结构更为致密、均匀,同时碱木质素的加入还可以提高木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度,改善尺寸稳定性。此外,腐朽实验表明,木质素制备的木塑复合材料体现出了更好的耐腐性。综合考虑木塑复合材料的多项指标及木质素的利用率,碱木质素添加量为10%与15%时,制备的木塑复合材料性能较佳。     

MAPP-g-PEG增容聚丙烯木塑复合材料的研究

为了增强木粉与聚丙烯间的相容性,改善木塑复合材料的性能,制备马来酸酐接枝聚丙烯接枝聚乙二醇(MAPP-g-PEG)作为增容剂添加到聚丙烯木塑复合材料中,考察增容剂对制备的木塑复合材料的静曲强度、弹性模量、缺口冲击强度及吸水厚度膨胀率等指标的影响,采用扫描电镜观察材料的断面形貌.结果表明,添加MAPP-g-PEG增容剂后,木塑复合材料的静曲强度、弹性模量升高,缺口冲击强度增强,吸水厚度膨胀率降低.聚丙烯基体与木粉填料的界面结合紧密,且填料分散均匀,很好地改善了聚丙烯木塑复合材料的性能.     

木塑复合材料热膨胀性能与弯曲性能研究

以高密度聚乙烯（HDPE）为基体,松木粉为增强项,MAPE为偶联剂,采用注塑法制备WPC,研究其热膨胀性能与弯曲性能,结果表明：木塑复合材料的弯曲强度和弯曲模量较单纯的HDPE有所提高,且随着木粉含量增加而增加;线性热膨胀系数随着木粉含量增加而降低;随着木粉的加入,对WPC长度方向上的热膨胀的限制较宽度方向上更大。     

木粉热处理对木塑复合材料性能的影响

为研究热处理木粉对木塑复合材料吸水性能和力学性能的影响,分别将180、200和220℃热处理0、1、2和3 h后的杉木木粉与高密度聚乙烯( HDPE)复合制备木塑复合材料( WPC),并对其吸水性能和力学性能进行测定,通过环境扫描电镜( ESEM)观察材料拉伸断面的形貌。结果表明,随着处理温度的升高和时间的延长,木粉的吸湿性减小, WPC的吸水性明显降低,而WPC的力学性能除冲击强度逐渐降低外,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量总体呈先增大后降低的趋势。与对照相比,180℃热处理1－3 h的木粉基本上使WPC的弯曲性能和拉伸强度有不同程度的增加,200℃热处理木粉,随时间延长, WPC除弯曲性能仍增加外,拉伸强度和冲击强度逐渐降低,进一步提高木粉的处理温度会使WPC的力学性能降低明显,220℃处理3 h 的木粉使 WPC 降低最多,分别较对照降低34.85％、12.85％、8.31％和4.24％, WPC拉伸断面的ESEM图中两相界面结合情况的变化基本反映了各力学性能的变化。     

木粉热处理对WPC耐腐性能及力学性能的影响

采用180、200和220℃分别热处理0、1、2和3 h后的马尾松木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备木塑复合材料(WPC),并研究热处理木粉对复合材料的耐白腐、褐腐能力及其弯曲性能的影响,通过环境扫描电镜(ESEM)观察分析WPC试样腐朽前后的表面微观形貌。结果表明,处理温度和时间对质量损失率的影响均显著,菌种的影响不显著;木粉热处理后WPC的质量损失率均有不同程度的降低,且随处理温度的升高、时间的延长,降低幅度明显增大,200℃、3 h处理后的木粉使WPC的质量损失率降低最多,经白腐菌和褐腐菌侵蚀后,分别较对照降低了53.52%和57.83%。腐朽前后WPC试样表面菌丝侵蚀情况的ESEM观察结果也进一步说明木粉热处理具有提高WPC耐腐性能的作用。而木粉热处理使WPC的弯曲强度均有所降低,与对照相比最多降低了4.57%,但弯曲模量总体呈先增后减的趋势,温度和时间对WPC弯曲强度和弯曲模量的影响均不显著。     

沙柳/聚丙烯复合材料的制备及力学性能研究

本研究以沙柳木粉、聚丙烯为原料,加入硅烷偶联剂,采用热压法制备沙柳?聚丙烯复合材料,对其力学性能进行相关研究。在不加偶联剂条件下,当木粉加入量为20%~50%,木粉目数为20目至80目时,随木粉加入量的增加复合材料的静曲强度呈先上升后下降趋势、弹性模量呈上升趋势,拉伸强度随之下降;随木粉粒径的减小,上述力学性能呈现先上升后下降的趋势。硅烷偶联剂KH550和玻璃纤维的加入,使复合材料的整体力学性能明显提高,当木粉加入量为40%,木粉目数为60目,偶联剂加入量为5%,玻璃纤维加入量为15%时,复合材料整体力学性能较好,此时,静曲强度为55.93MPa,弹性模量为3 400MPa,拉伸强度为24.83MPa。     

聚酰胺-6微纤维及硼酸锌增强壳层结构共挤出木塑复合材料的性能

在具有核-壳结构的共挤出木塑复合材料的壳层结构中添加硼酸锌(ZB)阻燃剂、聚酰胺-6(PA6)微纤维,制备具有核-壳结构的共挤出木粉-高密度聚乙烯复合材料,分别对材料的微观形貌、剖面密度、力学性能、耐水性能、阻燃性能进行测试,分析硼酸锌阻燃剂、聚酰胺-6微纤维对木塑复合材料性能的影响.结果表明:具有核-壳结构的木塑复合材料,弯曲强度、断裂应变、抗冲击强度与仅含核层结构的木塑复合材料相比,均有显著提升;加入硼酸锌阻燃剂的木塑复合材料,热释放速率峰值、总热释放量、烟释放速率、总产烟量均呈现出显著下降结果,点燃时间增加,并大幅降低了材料阻燃剂的总使用量.在具有核-壳结构的共挤出木塑复合材料的壳层结构中加入聚酰胺-6微纤维,能有效改善复合材料的弯曲模量、弯曲强度,对阻燃性能有积极影响.     

木粉-HDPE复合材料的单板贴面效果研究

本研究在单板与木塑复合材料中间添加含有马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE ）的薄膜,采用热压成型工艺制备单板贴面木塑复合材料,研究不同木粉含量木塑复合材料的贴面效果。结果表明,黏结层中加入MAPE后,单板与木塑复合材料之间的黏结性能明显提高,耐热、耐水性能优良;当木塑复合材料中HDPE含量为30％、黏结层中MAPE含量为HDPE含量的2％时,贴面木塑复合材料的表面胶合强度最大,为1.68 MPa,单板没有出现浸渍剥离现象。     

光稳定剂对木粉/回收聚乙烯复合材料老化性能的影响

选用了6种光稳定剂,通过分析老化前后添加不同光稳定剂的木塑复合材料性能变化,考察了常用光稳定剂品种对于木塑复合材料抗老化性能的影响。结果表明:光稳定剂能够有效增加WPC的抗老化能力,减少老化过程导致的力学性能下降;光稳定剂品种对于老化过程WPC静曲强度下降的影响有明显差异,位阻胺类与二苯甲酮类优于苯并三唑类;光稳定剂品种对于老化过程WPC吸水率的增加有明显差异,位阻胺类最优,二苯甲酮类次之,苯并三唑类最差;光稳定剂品种对于老化前后WPC色差的影响没有明显差别。     

油菜秆绿色装饰材料的初步研究

对油菜秸秆粉替代木粉与聚氯乙烯复合制备木塑复合材料进行了研究,在单因素试验基础上通过正交试验初步得到油菜秸秆粉与聚氯乙烯置备木塑复合材料的最佳条件.试验结果表明:经过碱处理的秸秆粉可以增强片材的弯曲强度,但是碱浓度过高反而会降低片材的弯曲强度;当PVC份数为240份、DOP含量为30%、稻壳填料配比3:2和加工温度170℃时,所制得的复合材料性能最佳:经钛酸酯偶联剂处理的改性秸秆粉能增强PVC板材的弯曲强度.     

阻燃抗静电木粉鄄聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以木粉和聚丙烯为主要原料,填充改性炭黑(M-CB)和可膨胀石墨(EG)制备阻燃抗静电木粉-聚丙烯木塑复 合材料,并进行力学性能、表面电阻率、氧指数及燃烧性能、热失重行为、阻燃性能测试。结果表明:加入15 g EG、10 g M-CB 后,木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了2.0%、5.2% 和15.6%,电阻率下降到了 108 ;与空白样相比,复合材料的起始分解温度从255.0 ℃上升到了272.5 ℃,木粉最高分解温度由349.2 ℃下降 到了287.5 ℃,聚丙烯的最高分解温度由448.1 ℃上升到了477.9 ℃,在800 ℃下的残炭率由9.9% 上升到了 33.5%;点燃时间从3 s 增加到了14 s,在500 s 时总热释放量下降了56.5%,残炭率提高了5 倍,表现出显著的阻燃 与抗静电性能。      

聚苯乙烯基发泡木塑复合材料的制备与性能

采用偶氮二甲酰胺作为发泡剂、木粉和聚苯乙烯树脂为主要原料,通过自由发泡挤出成型法制备聚苯乙烯基发泡木塑复合材料,研究木粉粒径、偶联剂以及成核剂对复合材料的泡孔形态、泡孔分布、力学性能和表观密度的影响。结果表明:较小粒径(80目d≤120目)的木粉能够赋予复合材料更好的泡孔形态、更大的泡孔密度、更均匀的泡孔分布和更高的力学强度,与采用40目d≤80目木粉的复合材料相比,弯曲强度和拉伸强度分别提高了21.9%和47%。1200目滑石粉是适宜的成核剂,能有效地提高泡孔的密度,降低复合材料的表观密度。偶联剂马来酸酐接枝聚苯乙烯的添加,不仅改善了发泡复合材料的力学性能,而且使泡孔的平均直径更小;而加入硅烷偶联剂的发泡复合材料的泡孔平均直径较大,力学性能表现较差,但具有较低的表观密度。     

TDI对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响——木粉粒径的影响

采用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)改性木粉并制备聚丙烯(PP)/木粉复合材料,研究了不同粒径的改性木粉对PP/木粉复合材料力学性能和加工性能的影响。结果表明,TDI可以改善木塑复合材料力学性能和加工流动性;木粉粒径为120目时,复合材料的综合性能较好,其断面结构较为光滑。     

聚氨酯/木粉复合发泡材料的优化制备工艺

采用响应面分析法优化聚氨酯/木粉复合发泡材料的制备工艺条件。选用Box-Behnken中心组合试验,考察木粉含量、竹炭糯米胶加入量以及反应温度3个因素及其互相作用对复合材料的压缩强度与密度的影响,获得制备木塑复合发泡材料的最优工艺条件。结果表明:木粉含量对压缩强度及密度的影响最大,其优化工艺条件为木粉含量33%,胶黏剂加入量4%,加热温度49℃,在此条件下得到压缩强度为4.702 MPa,密度为0.379 6 g/cm³,并得出了聚氨酯/木粉复合发泡材料制备的回归模型。     

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响，及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料，选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂，在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料，并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中，测试试材的表面颜色和弯曲性能，并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象，老化960 h后，对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%；两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解，添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组；蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用，前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显；相比于Na-MMT，OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化，且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。      

阻燃木粉-聚丙烯复合材料的热解特性及热解动力学研究

采用热重分析仪分析阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热解特性,并研究不同升温速率对添加聚磷酸铵(APP)、 改性聚磷酸铵(M-APP)的阻燃木塑复合材料热解行为的影响,通过热重曲线建立热解动力学方程和分布活化能模 型,揭示了阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热稳定性、热解反应活化能。结果表明:APP 和M-APP 2 种阻燃剂相比,M- APP 降低了复合材料的起始分解温度,并提高了木塑复合材料的残炭量;M=APP 使木粉最高分解温度由344.8 c 降低到334.1 c,使聚丙烯的最高分解温度由518郾5 益提高到525.6 c,残炭量由19.4% 提高到21.7%;添加 M鄄APP木塑复合材料的活化能比添加APP 的低。所以作为木粉鄄聚丙烯木塑复合材料的阻燃剂,M-APP 的阻燃效 果优于APP。      

木纤维-木质素磺酸铵-聚乳酸复合材料的工艺优化与可靠性分析

为探讨生物质资源对复合材料界面与综合性能的影响,采用平压法制备木纤维-- 木质素磺酸铵-- 聚乳酸复合材料,分析聚乳酸(PLA)添加量、氧化改性木质素磺酸铵(MIL)添加量和热压时间对复合材料理化性能的影响规律,并用响应曲面法构建上述工艺因子与响应值间的二次回归模型,进行多指标的模型可靠性分析,优化得出复合材料制备工艺。结果表明:单因素试验范围内,工艺因子对复合材料理化性能影响显著,其中PLA添加量30%、MIL添加量20%~25%、热压时间7~9 min时,复合材料性能显著提升;分别以静曲强度、内结合强度、24 h吸水厚度膨胀率为响应值的3组二次回归模型均在0.01水平显著,模型准确可靠,可用于分析和预测;获得综合优化工艺为PLA添加量33%、MIL添加量25%、热压时间7.5 min,响应值的实测值与预测值间的偏差率均在5%以内,复合材料主要理化性能满足GB/T11718—2009中潮湿状态下使用的普通型中密度纤维板性能要求。      

木塑复合材料的耐老化性能研究

木塑复合材料的老化性能直接关系其使用寿命和适用范围。该研究使用稻壳、橡胶木锯末和橡胶籽壳分别与回收聚乙烯混合制备木塑复合材料,通过色差分析、红外光谱分析研究了3种木塑复合材料经荧光紫外老化后表面颜色、化学成分的变化。结果表明,经2 000 h老化后,3种木塑复合材料表面均出现褪色、羰基浓度增大,并随着老化时间增加而增加。其中橡胶籽壳基WPCs的变化最大,稻壳次之,橡胶锯末最小。     

可逆热致变色木塑复合材料的制备及性能表征

为探究木塑复合材料（ WPC）的可逆热致变色功能，以原位聚合法合成了表面带有硅烷偶联剂KH550的可逆热致变色结晶紫内酯微胶囊，并将该微胶囊以一定比例添加到WPC中，制备了可逆热致变色WPC，通过力学性能和加热前后表观颜色测定确定微胶囊的最佳添加量。同时，通过动态热机械分析对比了可逆热致变色WPC和普通WPC的动态力学性能。随着微胶囊添加量的增加，可逆热致变色WPC的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小，加热前后颜色变化逐渐明显，最后趋于稳定；在动态热机械分析方面，随着温度升高，可逆热致变色WPC和普通WPC的储能模量逐渐降低。和普通WPC相比，加入最佳添加量的微胶囊制备的可逆热致变色WPC在同一温度时的储能模量高于普通WPC，2种WPC的损耗因子峰对应的温度相差很小。结果表明，当微胶囊的添加量为总质量的15％时，可逆热致变色WPC兼具良好的力学性能和可逆热致变色功能，和普通WPC相比，可逆热致变色WPC的界面相容性较好，力学性能优良，且具有与普通WPC相近的玻璃化转变温度，是一种良好性能的功能型WPC。     

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。