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。     

聚乙烯基木塑复合材料动态弹性模量预测模型

以PE基木塑复合材料的动态弹性模量预测模型为研究对象,利用无损检测的方法对PE基木塑复合材料的动态弹性模量进行检测。将制备方式与实验结果分别利用回归预测模型与灰色理论系统的GM(1,N)/GM(1,N,X(0))模型进行拟合预测,结果表明灰色GM(1,N,X(0))模型对PE基木塑复合材料的动态弹性模量有比较好的拟合能力和相对高的预测精度。     

聚乙烯基木塑复合材料动态弹性模量预测模型1）

以PE基木塑复合材料的动态弹性模量预测模型为研究对象,利用无损检测的方法对PE基木塑复合材料的动态弹性模量进行检测。将制备方式与实验结果分别利用回归预测模型与灰色理论系统的GM（1,N）／GM（1,N,X（0））模型进行拟合预测,结果表明灰色GM（1,N,X（0））模型对PE基木塑复合材料的动态弹性模量有比较好的拟合能力和相对高的预测精度。     

偶联剂含量对植物纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

固定植物纤维和高密度聚乙烯比例为4:6,在一定挤出工艺条件下,制备植物纤维/高密度聚乙烯复合材料,研究偶联剂含量对稻草/高密度聚乙烯复合材料和玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响.结果表明:偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弯曲强度较好,稻草/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了50.92%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯的弯曲强度提高了66.69%;偶联剂质量分数为6%时,复合材料的拉伸强度较好,稻草/高密度聚乙烯的拉伸强度提高了19.44%,除去秸叶和秸穰的玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料的拉伸强度提高了35.18%.     

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.     

3种阻燃剂对聚乙烯基木塑地板性能的影响

为进一步拓展木塑复合材料应用领域,提高其使用安全性,研究3种阻燃剂对聚乙烯(PE)基木塑地板燃烧性能和力学性能的影响。结果表明:添加阻燃剂后,木塑地板其24.0 h吸水率、弯曲破坏载荷和烟密度等级都达到GB/T 24508-2009《木塑地板》和GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的要求;与对照试件相比较,木塑地板的氧指数提高了25.2%~34.4%,吸水率提高了47.0%~152.0%,弯曲破坏载荷降低了10.5%~27.4%;其中添加阻燃剂FR-C的氧指数和弯曲破坏载荷最大,添加阻燃剂FR-B的烟密度等级和24.0 h吸水率最小。总的来说,添加阻燃剂可以有效提高木塑地板阻燃性,但对板材的物理力学性能有不利影响。同时烟气是火灾中致死的主要原因,木塑地板的产烟毒性有待进一步研究。     

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。     

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。     

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。     

紫外光接枝改性木塑复合材料的表面抑菌性1）

以二苯甲酮为光敏剂,通过紫外光辐照引发,将N,N－二甲基十四烷基对乙烯基苄基氯化铵（ C9 H9 Cl－14DMA）单体接枝在含有乙烯基的木塑复合材料（ WPC）表面,赋予WPC表面抗菌功能。利用XPS光电子能谱和扫描电子显微镜（SEM）对WPC的表面化学组成和形貌结构进行表征,采用抑菌圈法对大肠杆菌进行抑菌活性研究。探讨了单体质量浓度、光敏剂质量浓度、光照时间对接枝率的影响。结果表明,最优的接枝条件为：光敏剂质量浓度0．150 g/mL、单体质量浓度0．800 g/mL、光照时间3 min,接枝率为62．5μg/mm2,接枝后的WPC表面具有良好的抑菌性能。     

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。     

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。     

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。     

高填充PVC基木塑复合材料的燃烧性能

利用锥形量热仪(CONE)研究了木粉对PVC/木粉复合材料体系(PW)燃烧性能的影响。通过与PVC、加入硼酸锌的PVC和木材对比,结果显示木粉的加入可显著提高PW的成炭率,同时体系质量损失速率、热释放速率、有效燃烧热出现峰值的时间均有所延后,峰值相比PVC体系有所降低,表明PVC和木粉之间存在相互作用,木粉加入对PVC有一定的阻燃作用。通过比消光面积、烟释放速率、总烟释放量以及一氧化碳产率分析了木粉加入对材料烟释放以及CO释放的影响,结果表明木粉的加入也可使复合材料体系烟及CO释放量降低,峰值出现的时间延后,表明木粉的加入对PVC也有一定的抑烟作用。     

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。     

无机颜料浓度对木塑复合材料光谱反射率的影响

[目的]探讨无机颜料浓度与木塑复合材料光谱反射率之间的关系.[方法]采用不同浓度的铁红、铁黄、群青、钛白和炭黑5种常用的无机颜料对木塑复合材料进行着色,测定着色后木塑在不同渡长下的光谱反射率.[结果]除钛白颜料外,其他颜料的加入会使木塑材料的光谱反射率有所减少,且在一定范围内随着颜料浓度增加,光谱反射率减小.[结论]铁红、铁黄、群青、钛白和炭黑无机颜料在一定范围内光谱反射率会随颜料浓度的增加而减小,有利于木塑复合材料进行计算机配色的后续研究.     

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.     

不同木质纤维原料对PVC木塑复合材料力学性能的影响

选取6种不同木质纤维制备PVC木塑复合材料,分析木质纤维的基本形态参数及表面接触角,对比研究不同木质纤维制备木塑复合材料的综合力学性能。结果表明：木质纤维长度、长径比及接触角值均较高的材种较适合制备木塑复合材料;在6种不同木质纤维中,纤维长度、长径比和接触角分别为266mm、6535和9032°的杉木制备的木塑复合材料综合力学性能最佳,弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和抗冲击强度分别可达4563、3247、2914MPa和641kJ/m2。