木粉/聚丙烯复合材料的流变性能研究

利用转矩流变仪和旋转流变仪研究了偶联剂、木粉含量及润滑剂对木粉/聚丙烯(WF/PP)复合体系加工流动性能和动态流变特性的影响。结果表明:马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)偶联剂的添加能够改善木粉和聚丙烯之间的界面结合,使得熔体的平衡转矩和复数黏度升高;随着木粉含量的增加,复合体系的平衡转矩和剪切热增大,线性黏弹性区域减小,储能模量、损耗模量和复数黏度均增大,特征松弛时间延长;硬脂酸的添加,可显著降低复合体系的平衡转矩和剪切热,而且硬脂酸的加入可大幅度降低由木粉含量增加所引起的熔体黏度升高现象,这表明硬脂酸能有效改善高木粉填充体系下,WF/PP复合材料的加工流动性能。     

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。     

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。     

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.     

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。     

P(MAA-co-BA)对PVC-木粉复合材料性能的影响

为改善亲油性的PVC基体与亲水性木粉之间的相容性,用甲基丙烯酸与丙烯酸丁酯共聚物(P(MAA-co-BA))作为PVC-木粉复合材料的相容剂,研究相容剂的用量及木粉的碱预处理对PVC-木粉复合体系性能的影响,并通过FTIR、接触角、DSC、SEM等手段来表征。FTIR表明:改性后木粉与P(MAA-co-BA)发生了化学键合。接触角分析表明:改性后木粉与PVC界面张力下降;P(MAA-co-BA)有利于木粉与PVC界面的改善和相容性的提高,适量的P(MAA-co-BA)可以提高复合材料的力学性能,过量反而降低力学性能;当P(MAA-co-BA)用量为木粉用量的10%时,复合材料的拉伸强度提高了70.9%,冲击强度提高了64.7%;木粉经碱预处理后再用相容剂处理能进一步提高PVC-木粉复合材料的力学性能。DSC表明:改性后木粉与PVC相容性提高。SEM表明:木粉改性后,既改善了在PVC基体中的分散性,又提高了两者的相容性。     

酶处理对UF麦秸纤维板性能的影响

利用木聚糖酶预处理麦秸纤维,采用常规热压工艺制备脲醛树脂(UF)麦秸纤维板,并测试木聚糖酶处理前后UF麦秸纤维板的性能变化.结果表明:与未经木聚糖酶处理的UF麦秸纤维板相比,处理后的UF麦秸纤维板的内结合强度、弹性模量、静曲强度均显著提高.其中,内结合强度由0.34 MPa提高到0.67 MPa,弹性模量由2386.05 MPa提高到3121.75MPa,静曲强度由18.25 MPa提高到27.13 MPa;24 h吸水厚度膨胀率显著下降,由36.45%降至18.40%,且各项指标达到国家标准合格品的要求.木聚糖酶处理后的UF麦秸纤维复合材料具有较大的刚度和阻尼;酶处理前后复合材料的Tg分别为98和127℃.因此,麦秸纤维经木聚糖酶处理后压制的UF麦秸纤维板热稳定性更好.     

竹纤维粒径与比例对石竹塑复合材料的性能影响

【目的】阐明不同竹纤维粒径和原料配比对竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料物理力学性能的影响机理,为石竹塑复合材料的工业化生产与应用提供依据。【方法】以碳酸钙、竹纤维和聚丙烯为原料,在控制竹纤维粒径（40目、80目和120目）与原料配比的基础上,制备竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料,考察其物理力学性能,并采用扫描电子显微镜、热重分析仪和熔融指数仪对复合材料的微观结构、热稳定性和流动性进行表征。最后,综合考虑生产成本与相关性能要求,为竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料的生产与应用提出建议。【结果】随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均逐渐下降,而密度则呈上升趋势。竹纤维粒径对复合材料物理力学性能的影响较为显著。当竹纤维粒径为80目,碳酸钙和竹纤维添加量分别为5%和45%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量最优,分别为36.09 MPa、62.6 MPa和4.30 GPa。碳酸钙添加量对复合材料冲击强度的影响不大。此外,随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的热稳定性与熔体流动性均有所改善。当碳酸钙添加质量占比为20%时,复合材料的熔体流动速率为16.50 g/10 min,...     

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。     

紫外线光固化竹粉/丙烯酸酯复合材料的性能

为提高木塑复合材料制备效率、节约能源,丰富和完善木塑复合材料的制备技术,通过紫外线光(UV)固化技术制备竹粉/丙烯酸酯复合材料,并研究了竹粉含量对竹粉/丙烯酸酯复合材料动态力学性能、弯曲性能、吸水率的影响。结果表明,竹粉与丙烯酸酯能较好地生成交联网络结构,改善竹粉/丙烯酸酯复合材料的物理性能,其弯曲性能随着竹粉含量增加而增强,并在竹粉含量20%时达到最大值,之后逐渐变弱。竹粉/丙烯酸酯复合材料的储能模量随竹粉含量增加而增加,但竹粉含量超过20%时其储能模量开始下降;竹粉的加入导致竹粉/丙烯酸酯复合材料的玻璃化转变温度(Tg)从84℃提高到105℃。竹粉/丙烯酸酯复合材料具有良好的耐水性,经沸水浸泡后,其吸水率变化不大。当竹粉含量为20%时,竹粉/丙烯酸酯复合材料具有较佳的物理性能:弯曲强度39.4 MPa,弯曲模量2 800 MPa,吸水率5.95%。     

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。      

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。     

Weakening of dunite by serpentine dehydration

A shear press has been used to determine the mechanical behavior of serpentinized dunite and forsterite at normal pressures to 50 kilobars, temperatures to 900 degrees C; and strain rates from 10(-1) to 10(-4) per second. The shear strength of dunite, containing less than 5 percent by volume of serpentine, is reduced by at least 30 percent as the temperature is raised from 300 degrees to 520 degrees C. Abundant kink bands develop at normal pressures above 35 kilobars at 27 degrees C and at lower pressures as the temperature is increased.     

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。     

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。     

形状记忆聚氨酯的研究

通过本体预聚法,制备了具有嵌段结构的PBA/TDI/BDO(聚己二酸丁二醇酯/2,4—甲苯二异氰酸酯/1,4—丁二醇)体系的SMPU(形状记忆聚氨酯)。利用DSC测试了该体系的形变温度,同时讨论了该体系的形状记忆行为、拉伸力学性能等。结果发现,该体系有很好的形状记忆性能,拉伸强度为8.127 MPa,形变温度在40℃左右,断裂身长率大于223%,形变回复率为97.7%,邵氏A硬度为93。     

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹粉/聚丙烯（PP）复合材料进行阻燃改性,研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响;基于APP的最佳用量,以APP、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）,研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明,随着APP用量的增加,复合材料的阻燃性能不断增强,但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时,其综合性能较佳,与未阻燃复合材料相比,极限氧指数（LOI）由17.1%提高至21.5%,弯曲模量和缺口冲击强度（NIS）分别增强14.8%和32.2%,弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时,添加15% IFR的复合材料的力学性能总体增强,与未阻燃复合材料相比,弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%,仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示,IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%;LOI提高至25.9%,复合材料的阻燃性能进一步改善,但是,总产烟量增大了16.7%,该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。