PE/木粉复合材料的FDM快速成型原理和实验

介绍了PE/木粉复合材料的熔融沉积快速成型方法。这种方法可以降低快速成型制造成本,且具有环保、可二次回收利用的优点,使快速成型技术得到更广泛的应用。其成本低廉在制造大型模型、工艺品和室外装饰等方面具有优势。给出了适用于PE/木粉复合材料的FDM成型原理并引入了挤出薄层的喷头,使成型效率得到提高。并用螺杆挤出机和成型工作台等设备搭建的成型系统进行验证实验,得到了性能较好的成型制件,对实验结果进行分析证明,PE/木粉复合材料的快速成型是可行的。     

木粉/废旧橡胶粉/HDPE三元复合材料的微孔结构及拉伸性能

以废旧橡胶粉、意杨胶合板砂光粉和聚乙烯(HDPE)为主要原料,结合碳酸氢钠(Na HCO_3)发泡剂、马来酸酐改性聚乙烯(MA-PE)偶联剂和聚乙烯蜡润滑剂,采用挤压工艺生产木橡塑复合材料(WRPC)。详细探讨了木粉、橡胶与HDPE配比及发泡剂用量对WRPC材料内部微孔结构及拉伸性能、湿性能的影响。结果表明:无论发泡与否,WRPC材料均具有大量泡孔,泡孔的数量、尺度和形态与物料配比,尤其是HDPE和发泡剂的用量密切相关;WRPC材料具有优异的拉伸性能和湿稳定性,在挤压工艺不变时,木粉、橡胶粉和HDPE的用量对拉伸强度具有明显影响,且具有交互效应,根据交互影响结果可绘制性能等位线;发泡后WRPC材料密度明显降低,拉伸强度减小而吸水率增大,当发泡剂用量为3%时,拉伸强度最大。研究结果为订制特定需求的WRPC材料提供了可靠的理论和应用借鉴。     

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。     

聚氨酯/木粉复合发泡材料的优化制备工艺

采用响应面分析法优化聚氨酯/木粉复合发泡材料的制备工艺条件。选用Box-Behnken中心组合试验,考察木粉含量、竹炭糯米胶加入量以及反应温度3个因素及其互相作用对复合材料的压缩强度与密度的影响,获得制备木塑复合发泡材料的最优工艺条件。结果表明:木粉含量对压缩强度及密度的影响最大,其优化工艺条件为木粉含量33%,胶黏剂加入量4%,加热温度49℃,在此条件下得到压缩强度为4.702 MPa,密度为0.379 6 g/cm³,并得出了聚氨酯/木粉复合发泡材料制备的回归模型。     

木基发泡复合材料微观构造及性能研究

为了研究在降低木基复合材料密度的同时而不降低材料的力学性能,该文利用聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合的技术路线开展木基发泡复合材料的制备及研究.利用扫描电镜对复合材料的微观构造进行了分析;同时,以静曲强度、弹性模量、冲击强度和2 h吸水厚度膨胀率作为主要指标对发泡复合材料的性能进行评价,考察发泡对材料性能的影响.结果表明:①木基发泡复合材料内部纤维交织疏松,纤维间主要通过泡孔连接增强,泡孔增加了纤维之间的相互作用,从而使材料强度增加,且纤维间距较大处填充有泡孔结构体.②胶粘剂与发泡剂总含量在20%时,静曲强度、弹性模量和冲击强度最好,2 h吸水厚度膨胀率却较大;热压温度在120℃效果最好,温度过低,发泡不完全,温度过高,在一定压力下部分泡孔出现塌泡现象,所以性能均有所下降;热压时间15 min效果最佳.经方差和极差分析知,F值的最佳工艺条件为:胶粘剂与发泡剂总含量20%、热压温度120℃、热压时间15min.在此工艺条件下,木基发泡复合材料性能均达到相关标准.     

沙柳纤维/聚丙烯发泡复合材料导热性能研究

以聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合制备沙柳纤维/聚丙烯(PP)发泡复合材料,主要研究热压工艺对复合材料导热系数的影响.研究结果表明:添加发泡剂,可明显降低复合材料的导热系数;经方差极差分析得知:(1)热压工艺因子对沙柳纤维/聚丙烯发泡复合材料导热系数的影响均非常显著;(2)影响大小顺序:复合时间,发泡剂间比例,复合...     

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。     

木粉-HDPE复合材料的单板贴面效果研究

本研究在单板与木塑复合材料中间添加含有马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE ）的薄膜,采用热压成型工艺制备单板贴面木塑复合材料,研究不同木粉含量木塑复合材料的贴面效果。结果表明,黏结层中加入MAPE后,单板与木塑复合材料之间的黏结性能明显提高,耐热、耐水性能优良;当木塑复合材料中HDPE含量为30％、黏结层中MAPE含量为HDPE含量的2％时,贴面木塑复合材料的表面胶合强度最大,为1.68 MPa,单板没有出现浸渍剥离现象。     

ADC发泡的生物质纤维基复合材料制备工艺及性能研究

为了降低复合材料密度,又不损失材料的力学性能,以ADC(偶氮二甲酰胺)为发泡剂,异氰酸酯为胶粘剂,采用聚合物发泡技术与人造板工艺相结合制备发泡复合材料,重点研究发泡与固化的协调工艺以及发泡对材料力学性能的影响.研究结果表明:(1)发泡与固化协调工艺为:复合温度180℃,复合时闻25min;(2)发泡使材料密度降低的同时可明显提高其物理力学性能.     

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响,及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料,选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂,在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料,并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中,测试试材的表面颜色和弯曲性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象,老化960 h后,对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%;两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解,添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组;蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用,前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显;相比于Na-MMT,OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化,且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。      

木材-热塑性塑料复合材料的进展

回顾了木材－塑料复合材料（简称WPC）的发展历史，介绍了WPC的生产工艺方法，总结了木塑复合材产品性能中的不足和生产中存在的问题，展望了其未来的发展趋势和前景。     

模糊控制及其在木塑复合材料挤出的应用

温度是木塑挤出过程中的一个重要参数,其控制精度对木塑复合材料性能有重大的影响。针对木塑挤出温度控制过程高度非线性和分段温度,研究了模糊—PID控制方法,阐述了木塑复合材料挤出机的基本结构及其实现方法,仿真研究结果也证明该方法有效。     

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。     

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。     

纳米氧化锌改性木塑复合材料的抗老化性能

通过不同时间紫外老化处理纳米氧化锌改性木塑复合材料,分析老化前后试样颜色和弯曲强度的变化,结合 SEM和 FTIR 探讨复合材料的老化机制,分析不同含量纳米氧化锌对木塑复合材料抗老化性能的影响。结果表明：紫外老化处理后复合材料表面颜色发生变化,添加纳米氧化锌后能够改善颜色变化;老化1500 h 后空白试样的弯曲强度下降19．08％,添加1％、2％、3％、4％、5％的试样的弯曲强度分别下降15．04％、13．60％、13．71％、12．00％、14．09％;通过 SEM观察老化处理后复合材料发现其表面出现裂纹,FTIR 分析得出老化后复合材料表面发生氧化。     

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。     

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。     

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。