竹粉用量对竹粉/聚丙烯复合材料力学性能和蠕变性能的影响

采用注塑法制备了不同竹粉含量的竹粉/聚丙烯复合材料,使用电子万能试验机对复合材料试样进行弯曲性能、蠕变性能和拉伸性能测试,使用多功能摆锤冲击试验机进行冲击强度测试,结果表明:竹粉添加量为15%~45%时,复合材料的弯曲性能随着竹粉含量的升高而升高,拉伸强度和冲击强度随着竹粉的增加而降低。竹粉添加量为45%的复合材料的综合力学性能最佳,弯曲强度为51.68 MPa,弯曲模量为3701.08 MPa,拉伸强度为28.44 MPa,冲击强度为22.27 kJ/m^(2)。竹粉添加量为15%、30%的复合材料的蠕变性能更佳,在75%应力水平下经历3600 s蠕变没有发生断裂,竹粉添加量45%的复合材料在1500 s时发生断裂,应变为0.0571。     

竹粉粒径对竹粉/PHBV生物复合材料性能的影响

以生物基可降解塑料聚β-羟基丁酸戊酸酯(PHBV)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐(MA)为偶联剂、氮化硼(BN)为成核剂,通过共混挤出、注塑成型工艺制得竹粉/PHBV生物复合材料,研究了不同粒径竹粉(40、60、80、100目)对竹粉/PHBV生物复合材料性能(力学性能、热变形温度)的影响。结果表明,随着竹粉粒径从40目增加到100目,复合材料的拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、热变形温度呈逐渐减小的趋势;断裂伸长率和无缺口冲击强度呈逐渐提高的趋势。竹粉/PHBV复合材料断面电镜扫描发现,随着竹粉目数的增加,竹粉在PHBV基体中的形态差异较大,40目竹粉表面粗糙度较大,有些较大的竹粉分裂出若干纤维束,与PHBV界面形成了较强的机械互锁。     

聚氯乙烯/聚乙烯蜡接枝马来酸酐/竹粉复合材料制备的研究

用自制的聚乙烯蜡接枝马来酸酐(PEW-g-MAH)改性竹粉填充聚氯乙烯(PVC),制备PVC/PEW-g-MAH/竹粉复合材料.通过正交设计法探讨PEW-g-MAH接枝率及用量、竹粉粒径及用量对复合材料力学性能的影响.结果表明,在100gPVC中,加入用0.3g接枝率为1.16%的PEW-g-MAH改性的0.425mm竹粉30g,可得到力学性能较好的PVC/PEW-g-MAH/竹粉复合材料.其拉伸强度和缺口冲击强度分别由添加等量未改性竹粉体系的28.6MPa和3.05kJ/m2提高到30.01MPa和3.86kJ/m2.     

竹原长纤维制备及其增强聚丙烯复合材料研究

为开发适用于汽车内饰件的竹纤维增强复合材料,以福建省资源丰富的绿竹和聚丙烯膜(PP)为原料,通过分析碱液预处理工艺对竹片得率、竹纤维得率和白度等的影响,优化预处理工艺,制备生产效率高、长径比大的竹原长纤维(LBF);进一步研究热压工艺参数和LBF添加量对LBF/PP复合材料物理力学性能的影响,确定较佳的热压工艺和原料配方。实验结果表明:在处理温度100℃条件下,采用10%(质量分数)氢氧化钠、处理时间180 min的工艺预处理制得的LBF较竹片中的纤维素含量增加,木素含量下降,结晶度增大;LBF纤维平均长度为25.79 mm,长径比为173.02∶1.00,拉伸强度和拉伸模量分别为584.85 MPa和45.41 GPa。热压温度190℃、热压压力8 MPa、热压时间20 min、LBF质量分数为50%时,LBF/PP复合材料力学性能和耐水性能较佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别达到31.55 MPa、46.11 MPa、2 833.80 MPa和28.55 kJ/m~2,24 h的吸水率和厚度膨胀率分别为14.19%和8.11%,可应用于硬质仪表板、杂物箱等汽车内饰件。扫描电镜结果显示,纤维表面粗糙,热压过程使熔融状态的PP渗透到LBF表面的孔隙,形成较好的物理机械结合。     

竹粉含量及粒径对竹塑复合材料性能的影响

以竹粉和高密度聚乙烯为原料,通过混炼、平板热压制备竹粉/HDPE复合材料,研究竹粉含量和粒径大小对复合材料的吸湿、吸水性以及力学性质的影响.试验结果表明:随着竹粉添加量的增加,竹塑复合材料的吸湿、吸水性能也逐渐增大,同时,当竹粉粒径变小时,复合材料的吸湿、吸水性能也增大;复合材料的冲击强度随着竹粉含量的增加而减小,而拉伸强度与弯曲强度随着竹粉含量增加而增大,但当竹粉含量超过50％,这些强度反而降低;随着竹粉粒径增大,抗冲击强度逐渐降低,而拉伸强度与弯曲强度增大,但当粒径超过180μm时,这两个强度则开始下降.     

三种竹粉—聚乳酸(PLA)复合材料的物理力学性能及相容性研究

以聚乳酸(PLA)、竹粉为主要原料,通过双螺杆挤出工艺制备竹粉—聚乳酸(PLA)复合材料,研究了不同目数的竹粉及马兰酸酐接枝前后竹粉对竹粉—聚乳酸(PLA)复合材料的物理力学性能及相容性的影响。结果表明:同40目竹粉相比,采用100目竹粉、经马兰酸酐接枝后的竹粉制备的竹粉—聚乳酸(PLA)复合材料物理力学性能更高、同时流动性得到明显改善,主要原因是由于100目竹粉及经马兰酸酐接枝后,竹粉和聚乳酸(PLA)相容性得到明显提高。     

杨木纤维尺寸对环氧树脂复合材料力学性能的影响

由木材剩余物杨木枝桠材为原料,制得杨木纤维的化学机械浆后,经直接烘干和溶剂置换两种不同的后续处理方法得到不同尺寸杨木纤维(PWF),再与环氧树脂E51经热压成型制备PWF增强环氧树脂(PWF/E51)复合材料。通过PWF微观形貌与尺寸分析,结合PWF/E51复合材料冲击断面微观形貌分析,探讨了PWF尺寸对PWF/E51复合材料力学性能的影响。研究结果表明:PWF尺寸对增强环氧树脂复合材料力学性能有较大影响,随PWF长径比增大,复合材料的冲击强度和弯曲强度均先增大后减小,其中溶剂置换处理的PWF/E51复合材料(长径比值14.8)力学强度最佳,冲击强度7.1 kJ/m²,弯曲强度68.2 MPa。此外,经溶剂置换处理的PWF/E51复合材料的力学强度较直接烘干处理有所提高。     

针状木纤维/HDPE复合材料的力学性能

采用一步法连续挤出技术将杨木针状纤维与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备木塑复合材料(NF-WPC).用正交试验法分析纤维尺寸、纤维添加量、偶联剂含量和润滑剂含量4个因子对NF-WPC力学性能影响的显著性;用扫描电子显微镜观察分析NF-WPC中木纤维与HDPE的界面结合状况;提出优化的工艺配方并与相同木材含量的木粉/HDPE复合材料进行对比研究.结果表明:针状木纤维的含量对NF_WPC冲击强度影响显著,对弯曲性能和拉伸性能的影响高度显著;偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的添加量对NF_WPC的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度影响显著;在本文的试验范围内,木纤维尺寸和润滑剂石蜡的含量对NF-WPC力学性能的影响不显著.确定的优化工艺配方为:木纤维长度为3～4mm、长径比为8～11,木纤维含量60%,MAPE含量4%,石蜡含量0.3%;采用优化工艺制备的NF_WPC的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和冲击强度分别为58.7 MPa、3.0 GPa、39.6 MPa、4.0 GPa和12.7 kJ·m-2.除冲击韧性略低外,用优化工艺配方制备的NF_WPC其他力学性能均高于用同比例木粉制备的木塑复合材料.     

竹纤维/聚丙烯复合材料的耐老化性能

采用挤出成型制备了竹粉增强聚丙烯复合材料,研究竹粉/聚丙烯复合材料在紫外加速老化与湿热老化后的力学性能变化与尺寸稳定性.结果表明:在紫外线加速老化200 h后,复合材料的弯曲强度与弯曲模量无显著变化,试件宽度与厚度在紫外加速老化前后也无显著改变;但湿热老化对复合材料的弯曲强度与弯曲模量有显著影响,在沸水中浸泡2h后,复...     

纳米Al_2O_3/PP/木纤维复合材料力学性能研究

通过偶联剂KH550改性纳米Al_2O_3后加入到木纤维中,再与PP进行混炼,热压成型,制得复合材料。测试其力学性能并利用红外、扫描电镜进行表征。分析表明KH550能够很好地改性纳米Al_2O_3,添加纳米Al_2O_3改善了PP和木纤维之间的界面相容性,宏观上表现为力学性能提高。当纳米Al_2O_3添加质量分数为5%时,复合材料的力学性能提升最大,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别是43.79 MPa,3817 MPa,7.515 KJ·M2,对比未添加纳米粒子的复合材料分别提升55%、34%、21%。     

单板饰面黄麻毡/PF复合材料的性能研究

使用酚醛树脂(PF)浸渍黄麻毡,再通过热压方式制备成复合材料,在热压的同时将单板覆盖到黄麻毡/PF复合材料表面。对制备的复合材料进行了弯曲性能、冲击性能和表面胶合强度测试。结果表明,随着麻纤维含量的提高(与树脂质量比为1∶9,2∶8,3∶7,4∶6),复合材料的弯曲性能和冲击性能也随之提高。纤维与树脂质量比为4∶6的黄麻毡/PF复合材料弯曲、冲击性能最好。与未饰面材料相比,经单板饰面后的复合材料弯曲和冲击性能得到大幅度提高(纤维与树脂质量比为4∶6的饰面黄麻毡/PF复合材料的弯曲模量为8 GPa,弯曲强度为70 MPa,冲击韧性为8.9 k J/m~2)。饰面黄麻毡/PF复合材料的表面胶合强度随纤维含量的增加而下降,但都大于0.6 MPa,满足国家标准的要求。浸渍剥离长度均小于25 mm,也达到国家标准要求。通过扫描电子显微镜观察发现,树脂未完全进入麻纤维细胞腔,这有利于提高复合材料的冲击性能,同时降低材料密度;树脂填充于纤维束之间,结合紧密。利用来源充足、价格低廉的黄麻毡可以制备出性能良好的复合材料,经单板贴面不仅提高了复合材料的力学性能,而且能够起到装饰作用,研究结果为生物质纤维的利用提供了新途径。     

桐马酸酐甲酯改性杨木纤维增强环氧树脂复合材料性能研究

以桐马酸酐甲酯改性杨木纤维(MEMA-PWF)为增强体、双酚A缩水甘油醚型环氧树脂(E51)/甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)为基体树脂,经热压成型制备杨木纤维增强环氧树脂复合材料.通过接触角测量、扫描电镜(SEM)分析表征了复合材料表面及断裂面结构形貌,并测试了复合材料的冲击强度、弯曲强度.实验结果表明,改性后的杨木纤维表面疏水性及其与环氧树脂基体界面相容性得到明显提高;以MEMA-PWF/环氧树脂体系制备的复合材料力学性能提高,冲击强度、弯曲强度分别达到7.95 kJ/m2、55.42 MPa,并具有较好的疏水性.     

可生物降解竹粉/聚己内醋复合材料的制备及其性能

利用转矩流变仪制备竹粉/聚已内酯复合材料,观察配方和加工工艺对加工流变性能的影响,并研究所制备的竹粉/聚已内酯的力学性能和微观形貌.结果表明,竹粉/聚己内酯复合材料的最佳配方为:聚己内酯70份、竹粉30份、铝酸酯1.6%(相对于竹粉的质量比)、硬脂酸1.2%和石蜡2%.最佳加工条件为:温度100"(2,转速50 r·min-1.竹粉含量为30份和聚己内酯70份的竹粉/聚己内酯复合材料界面相容性好,力学性能较佳.     

等温结晶对杨木纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

【目的】研究等温结晶处理对木纤维/聚乳酸复合材料结晶、物理和力学性能的影响,为提高聚乳酸复合材料的加工和使用性能提供依据。【方法】采用热压成型方式制备纯聚乳酸板材和杨木纤维(WF)/聚乳酸(PLA)复合材料,在冷却过程中将材料置于不同温度(90、100、110、120和130℃)下进行等温结晶处理,通过示差扫描量热仪(DSC)分析PLA及其复合材料的结晶度和熔融特性,利用偏光显微镜(POM)观察等温结晶处理条件下PLA的结晶过程,结合结晶形态分析等温结晶处理对PLA结晶性能的影响。基于扫描电镜(SEM)和凝胶色谱仪(GPC)等测试手段表征材料的微观结构和分子质量,分析其对材料物理力学性能的影响。【结果】等温结晶处理后,纯PLA板和WF/PLA复合材料的结晶度分别由4.6%和15.1%提高至24.8%和40.5%;经90、100和110℃等温结晶处理后,WF/PLA复合材料的冲击断面与未处理WF/PLA复合材料相比,明显有长纤维从PLA基体中拔出,等温结晶处理弱化了WF与PLA界面结合;等温结晶处理后,PLA分子质量有所下降;POM测试显示,晶体尺寸随着结晶温度升高而增大;与未处理材对比,等温结晶处理后纯PLA板的弯曲性能和拉伸强度均得到提高,WF/PLA复合材料的弯曲弹性模量增加,但弯曲强度和拉伸强度在多数处理条件下都有所降低。【结论】等温结晶处理后,纯PLA板和WF/PLA复合材料的结晶度均提高,且木纤维促进晶核生成,WF/PLA复合材料的结晶度增加更多;等温结晶温度低,晶体尺寸变小,等温结晶温度高,晶体尺寸变大;等温结晶处理后,纯PLA板的抗弯强度和拉伸强度得到提高,WF/PLA复合材料的力学性能变化规律不明显。等温结晶处理对纯PLA板和WF/PLA复合材料力学性能影响不同,可能与等温结晶处理后弱化WF与PLA界面结合有关。     

木聚糖酶改性对竹粉/聚乳酸复合材料性能的影响

植物纤维与树脂基材料在复合过程中存在相容性差的问题。为拓宽生物酶在植物纤维增强聚合物方面的应用,探讨利用木聚糖酶进行生物改性对植物纤维产生的影响,以生物酶木聚糖酶为改性剂、聚乳酸(PLA)作为基质,利用热压成型-冷压脱模工艺制备了改性竹粉/聚乳酸复合材料。采用单因素试验,控制木聚糖酶的浓度,通过傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、力学测试、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG或TGA)等分析方法,研究了不同浓度木聚糖酶改性竹粉对复合材料性能的影响。结果表明:FT-IR显示,随着木聚糖酶浓度变大,半纤维素被逐渐降解,2.67 mg/L质量浓度时降解最佳;力学性能显示,当木聚糖酶的质量浓度为2.67 mg/L时,相比未处理组,复合材料的弯曲强度、拉伸强度分别提高15.0%和85.7%,但冲击强度降低5.2%,优于其他浓度;热重分析显示,当木聚糖酶的质量浓度为2.67 mg/L时,纤维最先被降解,热稳定性弱于其他组; SEM结果显示,竹粉经过木聚糖酶处理后,半纤维素被降解,纤维表面变得粗糙,与PLA结合强度变大,2.67 mg/L质量浓度时是复合材料性能最佳的水平。     

芦苇纤维用量对芦苇纤维/聚乙烯(PE)复合材料力学性能的影响

以芦苇纤维作为增强体，以高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)共混物作为基体，制备芦苇纤维/聚乙烯(PE)复合材料。探讨了芦苇纤维用量对复合材料力学性能以及微观结构的影响。结果表明：当LLDPE和HDPE的质量比为30∶70、芦苇纤维用量为30%时，所得复合材料的综合性能较好；静曲强度达到最高值25.9 MPa,较PE共混材料提升了12.1%;拉伸强度达到最高值22.3 MPa,较PE共混材料提升了14.4%;冲击强度为6.7 KJ·m^-2。     

三种塑料与木纤维复合性能的研究

选用线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)为原料,以2种比率与木纤维复合,用热压法制备了3种木塑复合材料,分析了塑料种类对复合材料的物理力学性能的影响.结果表明,LLDPE与木纤维的复合性能最好,其复合材料的抗冲击性好,但弯曲强度和弹性模量最低;PS与木纤维的复合性最差,其复合材料抗冲击性很差,但弯曲强度和弯曲弹性模量高;木纤维与PP复合材料的综合性能最佳.由此提出用LLDPE与PS共混改性制造木/塑复合材料的设想.     

基于码头钢管柱用复合竹木质素基环氧/增强纤维防腐涂层研究

环氧树脂作为海港码头钢管柱常用防腐涂层材料,可防止钢管柱遭受外界环境的腐蚀,保证钢管柱的耐久性。本研究以不同配比的2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2,4)/2-甲基咪唑(2-MI)固化体系与竹木质素基环氧树脂通过溶剂交换与熔融共混的方法制备复合竹木质素基环氧胶,与碳纤维复合进行表面覆盖固化,进而在钢管柱桩外表面形成防腐涂层,使钢管外表面与外部腐蚀环境隔离开,以达到钢管外表面免遭环境介质引起的腐蚀破坏。对防腐涂层进行拉伸、冲击、弯曲等力学性能测试,选出最佳的固化体系配比组分。研究结果表明,随着固化剂添加量的增加,防腐涂层的力学性能呈现先上升后下降的变化趋势,当EMI-2,4/2-MI添加量为6%时,冲击强度和拉伸强度均达到最大值,分别为293.42 MPa和1176 MPa,弯曲性能较1%添加量时提高了14.90%。钢管防腐处理可延长钢管柱在海水浸泡下的使用寿命,降低成本、减少资源损耗,对实现碳达峰、碳中和目标起到积极促进作用。     

竹粉内部塑化/LDPE复合材料热融合稳定性的研究

采用氢氧化钠作润胀剂和催化剂,氯化苄为醚化剂对竹粉进行内部塑化改性。在不同反应条件下,得到了不同接枝率的塑化竹粉,并比较了相同温度、湿度及不同温度条件下竹粉的质量吸湿率与极限吸湿率。结果表明,塑化竹粉吸湿率显著低于未处理竹粉,表现出很好的憎水性。当竹粉质量增重率为64.2%时,其吸湿质量增重率仅为4.84%,温度对竹粉质量吸湿率无显著性影响;将其分别与聚乙烯混合热压得到复合材料,SEL结果表明塑化竹粉与聚乙烯可形成良好的界面融合;塑化竹粉/聚乙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未处理的复合材料高。当塑化竹粉添加量为30%时,拉伸强度提高23.83%,弯曲强度提高25.91%。塑化竹粉/聚乙烯复合材料具有很好的热融合稳定性。     

光老化时间对旱柳枝桠材纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用自然光对比不同纤维含量木纤维/聚乳酸复合材料进行光照老化试验,对比经过不同时间光照后材料的弯曲性能以及拉伸性能的变化,分析光照时间对材料力学性能的影响。结果显示,加入木纤维后,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均出现了先下降后上升的趋势,说明加入一定量的木纤维会对复合材料体系起到一定的增强作用;在受到一定时间的自然光照射后,纯聚乳酸材料和木纤维/聚乳酸材料的弯曲性能和拉伸性能均有显著降低,含有木纤维的复合材料强度降低较少。