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。      

桉木单板/聚丙烯膜复合材料的制备工艺及力学性能

为有效、合理地利用人工林速生材桉木,用塑料替代甲醛类胶黏剂,解决污染问题,以桉木单板和聚丙烯膜为原材料制备木塑复合材料,采用热—冷压制备工艺,分析了热压温度、压力及时间与塑料添加量对复合材料力学性能的影响,并确定了制备此类材料的最优工艺:热压温度180℃、热压压力0.9 MPa、热压时间420 s、塑料添加量150 g/m2;用该工艺制备的材料,物理力学性能达到或优于GB/T 9846.3—2004 I类胶合板标准。结果表明:用桉木单板和聚丙烯膜制备木塑复合材料是可行的,无游离甲醛释放。     

可膨胀石墨对木粉—聚丙烯复合材料的阻燃作用

用锥形量热仪(CONE)、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)等研究手段分析了可膨胀石墨(EC)及其与聚磷酸铵(APP)复配对木粉—聚丙烯复合材料燃烧性能的影响.结果表明:随EG质量分数的增加,复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(RSR)和总烟释放量（TSR）均有显著降低,极限氧指数增...     

木质素与咖啡壳粉制备木塑复合材料的性能研究

以碱木质素与咖啡壳粉共同作为原料,与桉木粉、高密度聚乙烯以及助剂等,采用熔融混炼、挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料。分析木质素、咖啡壳粉的加入对复合材料力学性能、吸水性能、动态热机械性能等方面的影响;并且全组分测定了咖啡壳粉,分析其与木粉化学成分的差异。结果表明：咖啡壳粉主要化学成分与木粉接近,仅加入木质素制备的WPC,静曲强度与拉伸强度均随木质素含量的增加呈现先增加后降低的趋势。而加入木质素与咖啡壳粉制备的WPC力学强度得到显著的改善,静曲强度可以提高49.31%,冲击强度提高16.62%。木质素与咖啡壳粉加入后,各组分之间具有较好的相容性,能够形成均一的体系,表现出更高的热稳定性;同时断面更为密实均匀,体现出更为理想的界面结合性。添加木质素后,WPC耐腐朽性能得到改善,与仅添加木质素制备的WPC相比,加入木质素与咖啡壳粉制备的WPC具有更好的耐腐性。可见,碱木质素添加量为15%,咖啡壳粉为45%时,制备的木塑复合材料性能最佳。     

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.     

三聚氰胺聚磷酸盐-双季戊四醇-硼酸锌复配改善木塑复合材料的阻燃及抗紫外老化性能

为同时改善木塑复合材料(WPC)的阻燃及抗紫外老化性能,采用膨胀型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、双季戊四醇(DPER)、协效剂硼酸锌(ZB)与木粉(WF)、聚丙烯(PP)共混制备具有一定阻燃耐候功能的木塑材料;通过力学性能测试,热重分析、氧指数测试、烟密度测试、锥形量热仪分析及扫描电镜分析,筛选出阻燃效果较优组,并测试该组别下WPC的抗紫外老化性能。结果表明:当m(MPP)∶m(DPER)=2∶3时,WPC热降解温度升高18.6℃,残炭率达21.6%;氧指数达29.9,烟密度为40.55;阻燃剂复配后,燃烧热释放速率、总热释放量、烟释放量、质量损失率与对照组相比,分别降低了31.9%、45.0%、72.4%、28%;复配阻燃体系能够使燃烧材料表面形成连续紧凑的炭层。750 h抗紫外老化性能测试表明,ZB能够使WPC表面颜色变化减缓,力学性能损失降低,表面裂隙较少,表明ZB具有一定的抗紫外老化作用。     

阻燃型聚丙烯基木塑复合材料的正交优化

为获得性能良好的阻燃型聚丙烯基木塑复合材料(WPC),从理论上估算WPC中木粉(WF)所含的羟基(—OH),以指导调整膨胀型阻燃剂(IFRs)中聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)的比例及用量,通过正交试验对其进行优化。利用前期试验得到的协效剂组MgO/EG/SiO_2(其组成为m(MgO)∶m(可膨胀石墨,EG)∶m(SiO_2)=1∶5∶5,配比为m(IFRs)∶m(MgO/EG/SiO_2)=1.00∶0.18)对优化后的APP/PER进行阻燃增效,进一步提高WPC的阻燃性能。结果表明,当m(APP)∶m(PER)=2.0∶0.6、IFRs的质量分数为25%时的IFRs1对WPC的阻燃效果最为显著。IFRs1及MgO/EG/SiO_2的同时加入可有效提高WPC的热稳定性,其残炭率提高至24.79%。WPC/IFRs1的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了33.9%和10.4%,WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了39.15%和15.99%。硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂NDZ-201和铝酸酯偶联剂DL-411-DF处理均能提高WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的力学性能和阻燃性能,其中KH550的效果最好。     

含铬石墨／铜基复合材料的制备及性能

采用化学反应方法使平均粒径２－３μｍ的铬质点在天然鳞片石墨表面原位生成,由粉末冶金制备的含有这种铬质点的石墨／铜基复合材料的电阻率为９．５μΩ．ｃｍ,且磨损率极低。     

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。     

硼酸酯对PVC-稻壳粉木塑复合材料性能的影响

以硼酸二甘油酯硬脂酸酯作为PVC-稻壳粉木塑复合材料润滑加工助剂,用于研究木塑复合材料,考察在木塑复合材料中加入为30％、40％、50％、60％稻壳粉时的产品性能.结果表明,当硼酸酯加入比例增大时,产品的挤出速度、冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都有不同程度的提高.当硼酸酯的加入量完全替代原有润滑剂使用时,PVC-稻壳粉木塑复合材料的挤出速度平均提高了8.09％,冲击强度平均增加了8.55％,拉伸强度平均增加了5.07％,弯曲强度平均增加了2.93％,同时吸水率最大增加了0.64％.     

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/HDPE发泡复合材料的性能研究

与传统木塑复合材料相比,发泡木塑复合材料具有密度小、成本低、强重比高、冲击韧性好等优势,因而具有更广阔的应用空间.该研究采用挤出成型的加工方式制备木粉/HDPE发泡复合材料,并对其密度、泡孔形态、流变行为、力学性能等方面进行了研究.扫描电镜结果表明发泡木塑复合材料具有芯层泡孔尺寸大,表层泡孔尺寸小、结构致密等典型结皮发泡特征.随木粉含量的增加,复合材料的拉伸强度增大,但冲击强度有所降低;随发泡剂含量的增加,复合材料密度降低,冲击强度得到改善.     

防静电木粉/聚氯乙烯复合材料的性能

探讨了在木粉/聚氯乙烯复合材料中添加不同数量的超导碳黑后复合材料的电性能、力学性能变化,结果表明在碳黑用量增加时复合材料的表面电阻率减小,拉伸强度和弯曲强度增大,当m(碳黑)∶m(聚氯乙烯)=20∶100时可以使复合材料达到防静电的效果。用锥形量热仪(CONE)研究了碳黑加入对复合材料热释放和烟释放的影响,发现碳黑使复合材料的热释放速率增加,而烟释放却减少。     

桉木单板/聚氯乙烯膜复合材料的制备工艺

以人工林速生材桉木为基材,聚氯乙烯膜代替传统胶黏剂制备木塑复合材料,解决了甲醛释放、白色污染等问题。采用热压—冷压工艺,以热压温度、时间及塑料添加量3个因素为自变量,胶合强度为响应值,通过响应面分析确定了最优生产工艺;并采用扫描电子显微镜观察其界面形态,即热压温度为183℃,热压时间为452 s,塑料添加量为320 g/m~2。试验表明:桉木单板/聚氯乙烯膜制备木塑复合材料工艺具有可行性,其胶合强度达1.14MPa,满足GB/T 9846—2015标准中Ⅱ类胶合板的要求。     

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。     

硅烷偶联剂对桉木单板——聚氯乙烯膜复合材料性能的影响

为研究硅烷偶联剂对复合材料的性能影响,采用不同质量分数的硅烷偶联剂对桉木单板进行表面处理,然后与聚氯乙烯膜采用热压--冷压工艺制备木塑复合材料,测定复合材料的物理力学性能,并用扫描电子显微镜观察分析其界面相容机理。结果表明:当偶联剂质量分数为1%时处理效果最好,复合材料的胶合强度最高、耐水性能最好;当偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弹性模量和静曲强度最高。单板经过硅烷偶联剂处理后,制得的复合材料的界面相容性得到改善。      

木纤维基三元发泡复合材料制备工艺及性能研究

为了降低木基复合材料的密度而不改变材料的物理力学性能,以聚氨酯发泡技术与人造板工艺技术相结合制备木纤维基发泡复合材料,重点研究该材料的制备以及发泡对复合材料力学性能的影响。研究结果表明:发泡可以提高材料的物理力学性能。对试验数据经方差分析知,其最佳工艺条件为:聚合物组分配比为1:1,复合温度100℃,复合时间25 min。     

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。     

DOPO衍生物/八氨丙基POSS阻燃木塑复合材料的研究

先合成OA−POSS与DPA,然后将其引入到WF/PP木塑复合材料中,通过热压成型方法制备阻燃WF/PP木塑复合材料,进行热失重分析及阻燃性能、力学性能测试,探究了阻燃木塑复合材料的热稳定性能、燃烧性能和力学性能。结果表明：DOPO、DPA和OA−POSS的加入一定程度上提高了复合材料的初始热分解温度,降低了热分解速率,明显提高材料的热解残余物质量。DOPO,DPA和OA−POSS的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,复合材料的残炭量明显增加,最高增加228.05%。DOPO的加入使材料力学性能下降,而DPA和OA−POSS的加入一定程度上增强了复合材料的力学性能。