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。     

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。     

界面相容剂对LLDPE/木纤维复合材料力学性能的影响

采用三步法合成了4种烷基磷酸羟甲基脒基脲，合成产率高。研究了烷基磷酸羟甲基脒基脲、硅烷偶联剂、聚乙烯醇(PVA)、苯丙乳液和马莱酸酐接枝聚乙烯界面相容剂对LLDPE-木纤维复合材料的力学性能的影响。实验结果表明，与低分子偶联剂(硅烷偶联剂)相比，烷基磷酸羟甲基脒基脲，特别是异辛基磷酸酯羟甲基脒基脲(C8P)，有较好的改善作用，但其效果不如高分子型界面改性剂马莱酸酐接枝聚乙烯的作用。     

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。     

偶联剂对竹塑复合材料界面及热稳定性的影响

为研究马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、超分散包覆剂(YB-510)等3种偶联剂对竹塑复合材料界面及热稳定性的影响,利用环境扫描电子显微镜((ESEM))观察了竹塑复合材料的断面微观形貌,利用热重—差热联用热分析仪(TG-DTA)分别分析了纯竹粉、低密度聚乙烯树脂(LDPE)及加入不同偶联剂后的竹塑复合材料的热失重(TG)曲线和一阶微分(DTG)曲线。结果表明,添加3种偶联剂后,竹粉都能够均匀地分散在LDPE塑料基体中;MAPE可以提高竹塑复合材料的热稳定性,MAPP对复合材料的热稳定性没有明显影响,而YB-510对竹塑复合材料的热稳定性具有不良影响。     

酸酐改性硫酸盐木质素增强HDPE复合材料的物理力学性能

针对硫酸盐木质素极性高、与HDPE复合难的问题,本研究使用顺丁烯二酸酐（MA）、丁二酸酐（SA）、邻苯二甲酸酐（PA）改性硫酸盐木质素（KL）,并采用注塑法制备KL/高密度聚乙烯（HDPE）复合材料。通过相容性分析模拟了改性KL-HDPE复合材料的相容性,分析复合材料的吸水性和吸水厚度膨胀率,通过三点弯曲表征了复合材料的弹性模量（MOE）和断裂模量（MOR）。结果表明,改性后复合材料的界面相容性提高,与PA改性的KL相比,MA、SA改性的KL与HDPE具有较好的界面相容性。MA、SA改性后的木素-HDPE复合材料吸水速率降低,吸湿尺寸稳定性提高。PA改性的木素-HDPE复合材料吸水速率在前500 h较高,但在500 h以上,随着时间的延长其吸水速率低于未改性木素-HDPE复合材料。其中,MA-PE改性复合材料具有较好的耐水性和吸湿尺寸稳定性。MA、SA、PA改性的木素-HDPE复合材料MOE明显提高,分别提高了71%、42%、17%。MA,SA和PA改性除去了木质素中的大部分羟基,降低木质素的亲水性。改性后的复合材料MOR增加,其中MA改性KL复合材料的MOR增加最显著。     

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。     

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。     

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。     

改性稻草/高密度聚乙烯复合材料的工艺性能

以改性稻草和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,研究了改性稻草/HDPE复合材料的热压工艺,分析了稻草改性用NaOH溶液质量分数、热压时间、HDPE加入比例等因素对复合板材性能的影响.结果表明,热压最佳工艺参数为:密度0.75g/cm~3,施胶量4%,热压温度160℃,热压时间6min,HDPE加入比例30%,NaOH溶液质量分数2.5%.在此条件下制作的改性稻草/HDPE复合材料力学性能达到刨花板国家标准GB/T 4897-2003要求.     

碳布位置对木粉/高密度聚乙烯复合板性能影响

引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm表层木塑板)、CF151(1 mm表层木塑板+碳布+5 mm芯层木塑板+碳布+1 mm表层木塑板)、CF070(碳布贴在最外层)、CF7(不添加碳布的空白实验)。研究结果表明,CF070复合材的弯曲强度最大;CF151的弹性模量最大,即碳纤维放在近表层位置时,弯曲性能较好,但拉伸时木塑表层容易拉断;放在靠近中心位置时复合材的拉伸强度和冲击强度提高幅度较大。综合考虑各性能,表层厚度为2 mm时可最大程度发挥碳布优势、增强木塑复合材料力学性能。     

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。     

聚烯烃/天然纤维复合材料的研究

利用经过预处理的木粉、稻糠、稻草和甘蔗渣与高密度聚乙烯、聚丙烯制备了聚烯烃/天然纤维复合材料,并研究了其力学性能、热变形温度与相态结构。结果表明,木粉复合材料力学性能最高,甘蔗渣复合材料次之,稻草复合材料和稻糠复合材料稍差;显微成像表明经合适预处理的纤维在树脂中分布均匀。该法制备的新型复合材料是应用天然纤维的一种有效方法。     

偶联剂对石墨/酚醛树脂复合双极板性能的影响

针对石墨/酚醛树脂复合双极板存在的强度低、脆性大等问题,采用偶联剂改性方法来增强复合双极板的界面结合,提高其抗弯强度.研究了偶联剂的种类、添加方式及用量对石墨/酚醛树脂复合材料双极板力学性能和电学性能的影响.结果表明：采用石墨改性法可提高石墨/酚醛树脂复合双极板的抗弯强度,但导电性能有所降低;而采用树脂改性法制备的石墨/树脂复合双极板同时具有较高的电学和力学性能.因此树脂改性法更适合制备复合双极板.当偶联剂质量分数均为0.7%,采用树脂改性法分别以硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂改性时,石墨/树脂复合材料双极板抗弯强度和电导率分别为33.3 MPa,70.3 S·cm-1和32.1 MPa,73.8 S·cm-1,均满足燃料电池用石墨/酚醛树脂复合双极板的技术要求.     

苘麻/聚乙烯复合材料性能的研究

我国的麻类资源非常丰富,将麻纤维用于复合材料的制备能扩大麻纤维的应用范围,有效提高麻纤维的使用价值.将苘麻纤维（AF）作为增强材料,通过热压工艺制备了苘麻/聚乙烯（PE）复合材,并探讨了该复合材的各项性能.通过热重分析确定了苘麻纤维的加工温度为180℃,对比分析AF/PE复合材的力学性能,确定制备复合材时AF含量控制在60％范围内能得到性能优异的复合材,AF与PE的最佳质量比为55∶45.苘麻纤维经硅烷偶联剂处理后,AF/PE复合材的弯曲性能和拉伸性能都有明显提高,吸水厚度膨胀率明显降低.由红外光谱分析发现,硅烷偶联剂与苘麻纤维表面的羟基发生化学反应生成了硅-氧-碳共价键,硅烷偶联剂使麻纤维表层与PE基质层之间产生分子结合,因此提高了PE基质与苘麻纤维的结合强度.     

废胶粉／HDPE共混型热塑性弹性体的力学性能

研究了加工工艺条件、胶粉粒径、橡塑共混比以及增容剂对废胶粉/HDPE共混型热塑性弹性力学性能的影响.结果表明,选用80目废胶粉、橡塑比为65/35、共混温度为150℃、共混时间为8min、动态硫化时间为6min以及采用EVA为增容剂时,所制备的热塑性弹性体综合力学性能较好.     

植物纤维/塑料复合材作地板基材的研究

利用植物纤维与塑料加工生产地板材料的试验表明,利用纤维/聚丙稀复合的产品有较好的性能,可以满足合格品的质量要求,在添加偶联剂的条件下,可满足优等品的质量要求 而其余2种塑料与纤维的复合在添加偶联剂的条件下可超过合格品的质量要求 偶联剂的存在,改善了纤维与塑料的界面状态,提高了复合材料的玻璃转化温度,从而提高了复合材料的性能