竹粉粒径对竹/聚丙烯复合材料力学性能的影响

以竹粉和聚丙烯粉料为原料,马来酸酐接枝聚丙烯为偶联剂,通过注塑成型制备了竹塑复合材料.研究了不同粒径竹粉对复合材料力学性能的影响.结果表明:不同粒径的竹粉对复合材料拉伸性能、弯曲性能及冲击强度均有显著的影响.竹粉粒径在40～120目时,随着粒径的减小,复合材料的拉伸强度、弯曲强度,以及缺口冲击强度呈逐渐减小的趋势.当粒径达到200目时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度却有所增大.竹粉粒径为20目时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度均比40目的要低.大粒径竹粉(40目)与小粒径竹粉(200目)填充的复合材料表现出的不同力学性能,可能与竹粉与基体塑料界面结合、纤维形态、表面粗糙度以及内部空隙状况不同有关.     

偶联剂对竹粉/LDPE复合材料动态流变性能的影响

【目的】分析3种偶联剂对竹粉/LDPE(聚乙烯塑料)复合材料相容性及分散性的影响,为偶联剂在竹塑复合材料加工中的应用提供参考。【方法】利用国家标准方法,分别测定加入MAPP、MAPE、YB-510 3种偶联剂后竹粉/LDPE复合材料的力学性能,通过HAAKE MARSⅢ旋转流变仪,分别测定3种复合材料的储存模量G′、损耗模量G″随应变、温度、频率的变化。【结果】竹粉/LDPE复合材料的储存模量G′、损耗模量G″均随着应变的增大而减小,储存模量G′还随温度的增大而减小,随频率的增大而增大;相同应变时,加入MAPE的复合体系的储存模量G′、损耗模量G″均最大,加入YB-510的体系次之,加入MAPP的体系最小;相同温度时,加入MAPP的复合体系的储存模量G′最小,总体上,加入YB-510体系的储存模量G′小于加入MAPE体系,但在165℃左右时相等;相同频率时,加入MAPE的复合体系的储存模量G′最大,加入MAPP的体系次之,加入YB-510的体系最小。【结论】3种偶联剂MAPP、MAPE、YB-510均能改善竹粉与低密度聚乙烯的相容性,但以MAPP的改善效果最好;而在增强体系均匀程度和改善加工性能方面,以YB-510的效果最好。     

竹粉/废旧聚乙烯复合材料的性能

为提高竹材的利用率、增强废旧塑料的综合利用,制备了竹粉/废旧聚乙烯复合材料,研究了不同竹粉质量分数对复合材料弯曲性能、缺口冲击强度、蠕变性能和加速老化性能的影响。结果表明,当竹粉质量分数为0、15%、30%和45%时,随着竹粉质量分数增加,复合材料的弯曲性能和抗弯曲蠕变性能呈现增强趋势,而缺口冲击强度逐渐下降,抗氙灯加速老化性能略微下降。当竹粉质量分数为30%时,竹粉/废旧聚乙烯复合材料的综合性能最佳:弯曲强度为22.36 MPa、弯曲模量为1 033.61 MPa,与未添加竹粉的试样(对照样)相比,分别增强了18.4%和92.2%,缺口冲击强度为12.41 k J·m-2,下降了39.3%; 75%应力水平下,经历3 600 s蠕变试验后,复合材料产生挠度0.59 mm,而对照样527 s蠕变试验后就发生脆性断裂,产生挠度1.68 mm;经历480 h氙灯加速老化后,弯曲强度和弯曲模量的保留率分别为85%和80%,色差为38.1。     

国内外竹塑复合材料研究进展

以竹纤维以及竹制品的废弃粉末作为添加剂生产可降解竹塑复合材料,是一种可持续发展和循环利用的具有发展前景的方向。该文主要陈述近年国内外关于竹塑复合材料的研究内容与方法,并指出了未来研究竹塑复合材料所要解决的基本问题。     

水溶性聚磷酸铵对木塑复合材料性能的影响

为了分析聚磷酸铵在热压过程中提高木塑复合材料性能的原理,利用Coats-Redfern方法计算了经阻燃处理的木纤维在热压温度范围内(170～190℃)的表观活化能,利用红外光谱对阻燃和未处理木纤维热压后特征官能团的变化进行了比较,并制备无胶纤维板和木塑胶合板进行性能评价和验证。结果表明:1)阻燃木纤维的表观活化能比未处理木纤维的低;2)热压后,阻燃木纤维中羰基、甲基、醚键等基团都有量的变化;3)阻燃无胶纤维板有较高的抗弯强度;4)阻燃木塑胶合板有较高的干状胶合强度。可见,聚磷酸铵的加入提高了热压过程中木纤维的表面活性,改善了木塑界面的相容性,宏观表现为提高了木塑复合材料的物理力学性能。     

竹粉增强聚丙烯复合材料的吸水性和表面润湿性

研究了竹粉用量和马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、硅烷(KH570)、钛酸酯(DN301)和铝锆(TL-4)偶联剂对竹粉增强聚丙烯发泡复合材料吸水性和表面润湿性的影响,材料表面的动态润湿性采用数学模型表征.结果表明,竹粉用量的增加会提高材料的吸水性和润湿性;偶联剂的加入会提高材料润湿性、降低其吸水性,且MAPP改善效果最佳,其次是KH570和TL-4,最后是DN301;竹粉用量为50份,未加偶联剂,1080 h后材料的吸水率为7.655%,添加偶联剂后,吸水率降低到1.646%-2.112%,竹粉用量为90份时,吸水率又增加到3.42%;竹粉用量为10-90份时,蒸馏水和甘油在材料表面的接触角衰减速率(K值)分别为0.0053-0.0081和0.0074-0.0103,加入偶联剂后,K值增大50%-67.7%.     

竹粉/低密度聚乙烯复合材料的动态流变特性

为了解木塑复合材料的动态流变特性,从而更好地提高产品的生产效率,以及揭示界面复合机理,以竹粉/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料为研究对象,分别考察了MAPP偶联剂、EBS润滑剂、1010抗氧剂对复合材料流变行为的影响.利用密炼机对LDPE与竹粉进行密炼混合,在此过程中根据情况添加适量的偶联剂或润滑剂或抗氧剂,得到的复合...     

纯PETG和PETG/竹粉复合材料表面等离子体预处理的研究

采用接触角测量仪、红外光谱仪和电子显微镜等分析仪器,研究了低温等离子体处理对纯聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)和PETG/竹粉复合材料表面改性效果的影响。结果表明,经等离子体处理,纯PETG和PETG/竹粉复合材料分子上引入了极性基团,表面粗糙度增大,表面润湿性提高;极性含氧官能团的亲水性对减小材料表面接触角的贡献大于材料表面粗糙度的;PETG/竹粉复合材料等离子体处理的时效性优于纯PETG;2种材料在放电功率300 W时的等离子体改性效果最佳;300 W及以下放电功率的等离子体处理2种材料后,PETG/竹粉复合材料的吸水率较高,且吸水率随着放电功率的增大而增加;放电功率为500 W的等离子体相比于放电功率为300 W的等离子体,处理PETG/竹粉复合材料后,PETG/竹粉复合材料的短期吸水率较低,长期吸水率较高。     

增韧剂对竹塑复合材料性能的影响

为研究聚烯烃弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)3种增韧剂对竹粉/高密度聚乙烯复合材料的增韧机理,制备韧性较好的竹粉/高密度聚乙烯复合材料;分别加入不同质量分数的POE、EPDM、SBS制成竹粉/高密度聚乙烯复合材料试样,并对其进行力学性能和流变性能测试。力学性能测试结果表明:随着3种增韧剂质量分数的增加,复合材料的冲击强度均明显增大,拉伸强度和弯曲强度均减小。当POE、EPDM质量分数为30%,SBS质量分数为40%时,复合材料的冲击强度最好;流变性能测试结果表明,低频区复合材料的储能模量和损耗模量总体随着增韧剂质量分数的增加而增大,说明随着增韧剂质量分数的增加,复合材料的黏弹性增强。     

3种阻燃剂对重组竹燃烧性能和物理力学性能的影响

以慈竹（Bambusa emeiensis）竹束为原料,选用磷酸二氢铵、聚磷酸铵和硼硼合剂3种阻燃剂处理竹束并制备阻燃重组竹,采用锥形量热仪测试了阻燃重组竹的燃烧性能,并分析了阻燃处理对重组竹物理力学性能的影响。结果表明,3种阻燃剂均能有效降低重组竹的热释放速率和热释放总量,延长点燃时间,其中SBX和APP能够大幅度降低发烟量和产烟速率。但是阻燃处理对重组竹的物理力学性能有不同程度的劣化,特别是吸水厚度膨胀率显著增加。3种阻燃剂中,MAP处理材抑制燃烧效果最好,对材料力学性质影响最小,热释放总量比未处理材下降了62.38%,MOE下降了0.78%,MOR下降了6.14%;SBX处理材的抑烟效果最好,发烟总量比未处理材降低了88%;APP处理材的引燃时间最长,为未处理材的3倍。     

竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO₂/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO₂/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO₂/APP重组竹与B...     

硼酸铵-磷酸氢二铵协效阻燃杨木单板的制备与表征研究

利用极限氧指数、水平垂直燃烧测试、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)比较研究了硼酸铵与磷酸氢二铵复配阻燃杨木单板的阻燃性能及热解特性。结果表明：磷酸氢二铵的阻燃性能优于硼酸铵,两者复配使用时具有明显的协效性;质量浓度为20%的复合阻燃剂溶液处理杨木单板的氧指数和残炭量最高,分别为61%和53.5%,在水平垂直燃烧试验中也显现出优异的阻燃性能;复合阻燃剂降低了热解阶段的初始分解温度、峰值分解温度和各阶段的表观活化能;燃烧后的SEM分析表明,阻燃剂的加入使得杨木单板在燃烧过程中形成了保护层,有效阻止了热和氧气的交换,从而提高了杨木单板的阻燃性能。     

聚乙二醇中竹粉液化的工艺研究

以聚乙二醇400为液化试剂,研究竹材残料的多元醇液化工艺,结果表明,竹粉在液固比为3：1,温度为150℃,浓硫酸量为6％,采用竹粉逐步加入的方式,液化2h的条件下,液化率可达98．33％。所得液化多元醇的羟值为152～244mgKOH／g,能满足中强度硬质聚氨酯泡沫的要求。     

木粉含量对木粉-HDPE复合材料物理力学性能的影响

通过研究木粉含量对杨木粉-HDPE复合材料密度、吸水率、力学性能和流变行为的影响,结果发现：木粉含量由50%增加到70%时,复合材料的密度增大了15%,吸水率变大,弯曲强度提高了10%,弹性模量提高了约78%,但冲击强度下降了32%;流变研究表明,随着木粉含量增加复合材料的类固体行为更加显著。     

木材无机硼系阻燃剂DTA/TG曲线解析

采用差热天平对木粉及添加硼酸、硼砂、硼酸＋硼砂混合物的差热曲线（ＤＴＡ）和热重曲线（ＴＧ）进行解析．展示热分解过程,从热分析探讨无机硼系化合物的阻燃作用．     

涂覆UF/纳米SiO_2的胶合板阻燃性能的研究

采用HC 2氧指数测定仪、HRR3热释放率测试系统,测定表面涂覆纳米SiO2改性脲醛树脂(UF/纳米SiO2)马尾松胶合板的阻燃性能 结果表明:随着纳米SiO2在脲醛树脂中加入量的增加,胶合板的氧指数显著增大,最高热释放率、2min总热释放量显著降低;纳米SiO2加入量超过脲醛树脂总量的3%以后,其氧指数、最高热释放率、2min总热释放量变化不大     

锌硼磷酸铵盐对木粉与聚氯乙烯复合材料燃烧性能的影响

采用硼酸熔融法合成了一种锌硼磷酸铵盐化合物(ZBP),利用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱分析、热失重等对合成产物的结构、形貌、组成及热稳定性进行表征。将ZBP作为阻燃剂加入到木粉/聚氯乙烯复合材料(WF/PVC)中,通过热压工艺制得阻燃木粉/聚氯乙烯复合材料(ZBP-WF/PVC),利用热失重(TG)和锥形量热仪(CONE)对阻燃ZBP-WF/PVC复合材料的热解成炭和燃烧性能进行分析,通过万能力学试验机和组合冲击试验机对其进行力学性能测试。结果表明：阻燃剂的加入提高了复合材料的热稳定性,增加了残炭量;阻燃剂的加入对复合材料的热释放影响较小,但显著降低了材料的烟释放速率,具有一定的阻燃抑烟效果;添加量为10%的阻燃剂对复合材料的力学性能影响较小。     

氢氧化铝/硼酸锌复配改性中密度纤维板的阻燃性能

在纤维板生产过程中添加无机阻燃剂,能显著提高其阻燃性能,这对于人身安全至关重要。通过使用氢氧化铝与硼酸锌复配改性中密度纤维板来研究其阻燃性能,对制备的阻燃纤维板进行热重/差示扫描量热以及锥形量热分析。结果表明,无机复配阻燃剂可以显著提高纤维板的热稳定性（残余物量达45%）和烟释放量（降低60%）,均显著高于氢氧化铝或硼酸锌单独处理时的阻燃纤维板。利用无机阻燃剂自身不同的阻燃机制,发挥协同效应,可以实现高性能阻燃剂的配制和阻燃纤维板的制造。     

不同合成树脂工艺对改性材性能影响研究

为研究树脂对改性材性能的影响,采用2种不同工艺合成三聚氰胺-脲醛树脂（MUF）,测试了树脂的相关性能。结果表明,不同合成工艺路线下制备的 MUF 树脂在固体含量、粘度、固化时间、游离甲醛含量间存在显著差异。最终树脂的分子结构类型相似性极高,但相同结构组分在不同树脂中所占比例各有差异。羟甲基基团在MUF2中所占比例高,而亚甲基桥键及醚键在MUF1中含量高。MUF1改性材的增重率（weight percent gain,WPG）值更大,但MUF2改性材的抗溶胀性（anti-swelling efficiency,ASE）和体积膨胀率（bulking rates,B）更高,MUF2改性材的尺寸稳定性更好。