热氧老化和水浸渍对木粉/HDPE和稻壳粉/HDPE两种复合材料性能的影响

木粉和稻壳粉是制备木塑复合材料(WPC)常用原料。WPC在使用过程中经常受到热和水分的影响,笔者对比研究了稻壳粉/HDPE和木粉/HDPE两种复合材料经历热氧老化和长时间水浸渍后性能的变化规律。结果表明:木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的弯曲强度和弹性模量都大于稻壳粉/HDPE的;随着热氧老化或水浸渍处理时间的延长,复合材的挠曲性能下降,其中木粉/HDPE复合材的弹性模量下降最为迅速;复合材料表面明度值随着热处理时间的延长而减小,说明颜色变暗,稻壳粉与木粉填充的复合材之间差别不大。通过光学显微镜观察发现,HDPE与稻壳粉或木粉之间都有缝隙存在,为水分和氧气的进出提供了通道。     

Property Comparison of Wood Flour/HDPE and Rice Hull/HDPE Composites after Thermal-oxidation and Water Soaking Treatment

木粉和稻壳粉是制备木塑复合材料( WPC)常用原料.WPC在使用过程中经常受到热和水分的影响,笔者对比研究了稻壳粉/HDPE和木粉/HDPE两种复合材料经历热氧老化和长时间水浸渍后性能的变化规律.结果表明:木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的弯曲强度和弹性模量都大于稻壳粉/HDPE的；随着热氧老化或水浸渍处理时间的延长,复合材的挠曲性能下降,其中木粉/HDPE复合材的弹性模量下降最为迅速；复合材料表面明度值随着热处理时间的延长而减小,说明颜色变暗,稻壳粉与木粉填充的复合材之间差别不大.通过光学显微镜观察发现,HDPE与稻壳粉或木粉之间都有缝隙存在,为水分和氧气的进出提供了通道.     

添加落叶松树皮粉对杨木粉/HDPE复合材料性能的影响

本文用落叶松树皮粉替代部分或全部杨木粉,采用挤出法制备落叶松树皮粉/杨木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,测试其抗弯性能、拉伸性能、冲击强度和流变性能。研究发现,添加少量落叶松树皮粉(10份)对杨木粉/HDPE复合材料的力学性能没有显著影响,过高则使性能有所下降,但能够改善物料流动性,有利于提高生产效率。方差分析发现,与未添加落叶松树皮粉复合材料相比,添加10份落叶松树皮粉后,对材料的弯曲模量,拉伸强度和拉伸模量的影响不显著。旋转流变测试发现,当落叶松树皮粉份数增加时,复合材料熔体的储能模量和粘度系数都在降低,当落叶松树皮粉份数大于20份时,复合材料熔体的储能模量和粘度系数变化趋势比较相似。而转矩流变发现,当落叶树皮粉份数增加时,熔体的平衡温度和平衡转矩都在增加。     

玉米秸秆粉与HDPE基复合材料制备及力学性能

以玉米秸秆粉、硼砂与硼酸混合物及高密度聚乙烯(HDPE)混合挤出制备阻燃性复合材料。探讨玉米秸秆粉、硼砂与硼酸混合物含量对复合材料抗拉强度、静曲强度和抗冲击强度的影响。结果表明:玉米秸秆粉含量为60%时,复合材料的抗拉强度、静曲强度、抗冲击强度最佳,分别为38.07 MPa、65.24 MPa、13.45 k J·m-2;复合材料力学性能随着硼砂与硼酸混合物含量的增加而降低。     

马来松香对木粉/HDPE复合材料流变性质的影响

用马来松香对木粉进行流动性能改善处理,与高密度聚乙烯(HDPE)熔融复合,挤出成型制备木粉/HDPE复合材料(WF-HDPE).利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)技术,分析经马来松香改性前后木粉表面官能团的变化和元素的变化,采用旋转流变仪研究.WF-HDPE的流变行为.FrIR与XPS分析表明,马来松香分子中的酸酐基团与木粉表面的羟基发生了酯化反应,并且马来松香是以单酯的形式接枝到木粉表面,同时产生一游离羧基.WF-HDPE流变学研究表明:复合材料的复合黏度(η*)、储能模量(G′)和损耗模量(G″)随马来松香用量的增加先减小后增大最后减小,但体系的黏度和模量总体呈下降趋势,木粉经马来松香改性后复合熔体的流变性能显著改善,这不仅有利于提高复合材料的成型加工效率,而且适当的马来松香处理也能够提高复合材料的拉伸强度和弯曲强度,后者被静态力学试验结果所证实.     

麦秸/聚乙烯复合材料的研究

以麦秸粉和高密度聚乙烯为主要原料,采用挤出成型方式制备生物质/塑料复合材料的试验结果表明,随着麦秸粉用量的增加,所制成复合材料的弯曲强度、冲击强度、抗拉强度呈下降趋势;麦秸粉粒度为-40 60目时,上述各指标达到最大值;随着MAPE用量的增加,复合材料的弯曲强度和抗拉强度增大,但对冲击强度影响较小.     

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.     

不同材料增强苄基化木粉复合材料的制备

研究了球磨胡桑木粉苄基化改性后的增重率与材料热塑性以及力学性能的关系。随着增重率的增加,即胡桑木粉苄基化反应程度的提高,产物的热塑性变好,但材料的拉伸强度和弯曲强度增加到一定程度后,反而随着增重率的增加而下降。以胡桑木粉苄基化产物为基体,分别以球磨胡桑木粉、蒙脱土为增强材料进行共混制备复合材料,探讨增强材料与木粉苄基化产物基体的质量比对复合材料力学性能的影响。试验结果表明,复合材料的力学性能优于胡桑木粉苄基化产物,其拉伸强度和弯曲强度随增强材料质量分数的增加而先增加后降低。     

不同工艺参数对麦秸/聚乙烯复合材料性能的影响

考察口模挤出压力降对复合材料密度及冲击强度的影响,挤出温度对泡孔结构的影响及复合材料添加剂对挤出工艺的影响。结果表明,挤出压力降在9 MPa以内,对复合材料的密度影响不大,超过9 MPa对复合材料的密度影响显著;随着挤出压力降增加,复合材料的冲击强度出现先增加后降低再增加的趋势;随着口模温度的增加,复合材料的泡孔尺寸逐渐增大并由开孔到闭孔,直至泡孔破裂;AC发泡剂用量的增加会造成口模挤出压力降的升高和挤出速度的下降;麦秸粉用量增加,造成复合材料的挤出压力降略有升高但对挤出速度影响不大。     

稻壳粉/聚乙烯复合材料界面性能的研究

以未改性稻壳粉和丙烯酸酯改性稻壳粉填充聚乙烯制备木塑复合材料。通过接触角测定仪测定不同探测液在稻壳粉及聚乙烯表面的接触角,计算出其表面自由能,进而推导出复合材料的界面张力和粘附功。结果表明,改性后稻壳粉的表面自由降低了,复合材料的界面张力和粘附功也降低了。     

聚合物基/稻壳粉复合材料的表面改性研究

使用JC2000A型接触角测量仪测试并研究了蒸馏水和甘油两种液体在稻壳粉填充聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)复合材料表面的接触角.研究表明:通过酸碱处理可明显改变接触角及其随时间变化的规律;其中效果最好的是以水作为探测液时,经酸处理后的PE/稻壳粉复合材料.通过方差分析得知表面改性处理方式对接触角有相当显著的影响.     

Impacts of freezing and thermal treatments on dimensional and mechanical properties of wood flour-HDPE composite

Wood plastic composite (WPC) of wood flour (WF), high density polyethylene (HDPE), maleic anhydride-grafted polyethylene (MAPE) and lubricant was prepared by extrusion, and then exposed to different temperatures to evaluate the effects of freezing and thermal treatment on its dimensional and mechanical properties. At elevated temperatures, WPC expanded rapidly initially, and then contracted slowly until reaching an equilibrium state. Treatment at 52°C and relative humidity of 50% for 16 days improved the mechanical properties of WPC: flexure, tensile strength, and izod unnotched impact strength increased by 8%, 10% and 15%, respectively. Wide-angle X-ray diffraction (XRD) tests showed that the degree of crystalization of HDPE in WPC declined with increasing treatment temperature.     

Sound absorption capability and mechanical properties of a composite rice hull and sawdust board

Rice hull–sawdust composite boards were manufactured for sound-absorbing boards in construction. The manufacturing parameters were target density (400, 500, 600, and 700?kg/m³) and rice hull content as percent weight of rice hull/sawdust/phenol resin (10/80/10, 20/70/10, 30/60/10, and 40/50/10). Commercial gypsum board and fiberboard were also used as comparative sound-absorbing materials. The average modulus of rupture (MOR) of the board with a density of 700?kg/m³ and rice hull mixing ratio of 10% was 8.6?MPa, and that of the board with a 400?kg/m³ board density and a rice hull mixing ratio of 40% was 2.2?MPa. The MOR increased with increasing board density or decreasing rice hull mixing ratio. The sound absorption coefficients of some boards (400?kg/m³ and 10%, 500?kg/m³ and 30%, and 500?kg/m³ and 40%) were better than those of the commercial 11-mm-thick gypsum board. Thus, it is concluded that rice hull–sawdust composite boards may be implemented as sound-absorbing barriers in construction due to their high sound absorption coefficients.     

Effects of Natural Weathering on A Wood Fiber/HDPE Composite and Application of Additives

In this study,the durability of rubber wood(Hevea brasiliensis) which was thermally treated at 170,185,200,and 215℃for 3 h respectively was investigated.The results showed that the durability of heat-treated rubber wood was improved,and the improvement became more obvious with the increase of the treating temperature. When treated at 185℃or lower temperature,the decay resistance of treated wood had no significant improvement.The lowest weight losses were 21.6%and 6.8%after attack by brown rot fungi(Gloeophyllum trabeum) and white rot fungi (Coriolus versicolor) respectively,which were reached by the specimens treated at 215℃.Their resistance to mold fungi was not improved,but the heat-treated wood performed better than untreated wood when both were painted.In field test,the heat-treated specimens exhibited no advantage in termite resistance compared to untreated.     

自然老化对木粉/HDPE复合材性能的影响及添加剂的应用

研究木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材在不同朝向的自然老化条件下使用时颜色与表面化学成分的变化,并分析采用光稳定剂、抗氧剂和颜料作为防老化剂的效果.户外使用的木粉/HDPE复合材在夏天暴晒1个月颜色就会发生明显变化,南面和东面更加显著,红外分析表明:复合材料表面C=O增加、木材指数下降,有氧化现象发生.人工加速稳定老化检测结果表明:与抗氧剂和光稳定剂相比,颜料的使用对减小变色有明显作用,但颜料、抗氧剂和光老化剂3种助剂对延缓WF/HDPE复合材的抗弯性能下降没有起到明显作用.     

Effect of adding steam-exploded wood flour to thermoplastic polymer/wood composite

The effect of steam-exploded wood flour (SE) added to wood flour/plastic composite was examined using SE from beech, Japanese cedar, and red meranti and three kinds of thermoplastic polymer: polymethylmethacrylate, polyvinyl chloride, and polystyrene. Addition of SE increased the fracture strength and water resistance of the composite board to an extent dependent on the polymer species and the composition of wood/SE/polymer. However, water resistance decreased with the increasing proportion of SE when SE meranti was added. Effects of the wood species of SE on the properties of resulting board were small. An increased moisture content of wood flour or SE (or both) increased the variation of board performance.     

木纤维素与合成聚合物复合材料的研究进展

作为合聚俣物复合材料增强的木纤维素包括木纤维素粉和纤维素纤维。本文综述３个方面主要的研究进展；木纤维素粉在热固性塑料中的增强，用偶俣剂涂覆纤维素纤维在热塑性聚合物中的增强以及纤维素纤维在易生物降解聚俣物的增强。简要介绍了三类木纤维素增强复合材料的性质，指出最终的目标是制备符合环保要求完全物降解的复合材料。     

木粉增强P34HB生物复合材料的制备及其结构性能表征

【目的】通过木粉纤维增强生物塑料聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB),为生物复合材料的理论研究和生物可降解塑料的广泛应用提供科学依据和理论支持。【方法】以毛白杨木粉和P34HB为原料,采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料,基于电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA)和力学性能分析等手段对其结构和性能进行表征。【结果】随着木粉含量增加,生物复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度先增加后减小,冲击强度逐渐下降,拉伸强度、弹性模量和杨氏模量分别增加89%、59%和103%,储能模量E′逐渐增加,tanδ峰值先下降后上升。生物复合材料的高频率模量大于低频率模量,动刚度比静刚度好。相比P34HB,生物复合材料的热分解区间变宽,热解速率变慢,热解剩余质量增加。【结论】随着木粉含量增加,P34HB分子链运动受阻,生物复合材料的储能模量和脆性增大;同时,木粉纤维的成核作用诱导P34HB形成结晶度高、层状结构发达的横晶层,木粉与P34HB之间界面结合力增强,力学性能和热稳定性明显提高。综合考虑,P34HB/木粉生物复合材料的最佳木粉加入量为50%。