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。     

基于松软地面的复合材料铺面板设计研究

为研究荷载作用下基于松软地面的铺面板的力学特性,运用大型有限元分析软件ANSYS,选取水田和沙滩两种典型松软地面,对六种工况下铺面板路面系统的沉降、变形以及应力分布进行了计算分析。各种工况下,铺面板的应力没有超过玻璃钢的许用值,能够满足重载车辆的交通保障需求,玻璃钢是理想的路面器材材料。     

玉米芯骨料生态混凝土的制备及性能

农村大量玉米芯焚烧或占地堆放,严重污染环境且造成资源浪费。玉米芯具有轻质、保温等建筑性能,可用于制备生物质建筑材料,该研究将破碎后的玉米芯颗粒掺入再生砂浆中制备玉米芯骨料生态混凝土,通过改变胶砂比及玉米芯体积分数探讨生态混凝土的基本性能。试验结果表明:玉米芯小颗粒(4.75 mm≤直径d (27)9.5 mm)与大颗粒(9.5 mm≤d (27) 19 mm)的质量比为1∶1.5时骨料的级配较合理,生态混凝土的强度较高;生态混凝土的胶砂比对干密度影响不大,但导热系数和强度则随胶砂中再生砂比重的增加而降低;随生态混凝土中玉米芯含量的增加,混凝土的干密度、导热系数及强度均明显降低。试验范围内,生态混凝土的干密度为1 200～1 550 kg/m3,导热系数为0.20～0.26 W/m·K,28 d强度为2.0～5.7 MPa。玉米芯骨料生态混凝土的研究可为开发轻质保温的墙体材料用于农业农村建设提供参考。     

生物炭-铁锰氧化物复合材料制备及去除水体砷(Ⅲ)的性能研究

采用浸渍法制备了4种不同的生物炭-铁锰氧化物复合材料(F_1M_1BC_(10),F_1M_3BC_(20),F_1M_4BC_(25),F_3M_1BC_(20)),采用SEM,XPS和FTIR表征方法分析了几种复合材料与生物炭表面性质的差异,比较了4种不同配比生物炭-铁锰氧化物复合材料对砷(Ⅲ)去除性能,分析了不同投加量的吸附材料对砷(Ⅲ)去除效率及吸附量的差异。结果表明,与生物炭相比,炭、铁和锰不同配比的生物炭-铁锰氧化物复合材料比表面积明显增大,由61.0 m~2·g~(-1)增加到208 m~2·g~(-1),孔径变小,由23.7 nm下降到2.76 nm;碱性官能团含量明显增加;材料表面形成了MnOx、FeOx。与生物炭相比,4种生物炭-铁锰氧化物复合材料对砷(Ⅲ)的动力学吸附量大小与去除率顺序依次为F_1M_4BC_(25)F_1M_3BC_(20)F_1M_1BC_(10)F_3M_1BC_(20)BC。F_1M_4BC_(25)(m铁∶m锰∶m炭=1∶4∶25)是去除砷(Ⅲ)最优的复合材料,在用量为0.016 g·m L~(-1)时,对砷(Ⅲ)的去除率可达82.6%,是生物炭去除率的2.3倍。研究表明,生物炭-铁锰氧化物复合材料是一种潜在的去除水体砷污染的炭基材料。     

麦秸与木屑热解制备磁性生物炭基材料理化性质研究

分别以小麦秸秆和杨树木屑为原料,经浸渍-化学沉淀-高温热解制备磁性生物炭基复合材料,考察负载铁处理在不同原料类型、热解温度下对材料理化特性的影响。结果表明:复合材料中铁主要以Fe3O4的形式存在,材料外层含量较内层高。负载铁处理加速了生物质热解脱氢和脱氧进程,对生物炭理化特性的影响效应随温度升高而加剧。在300~600℃的热解温度下,负载铁处理小麦秸秆和木屑热解炭的灰分质量分数均增加,增加范围分别为28.8~34.4个百分点,39.1~47.6个百分点,而固定碳含量、热值均降低;比表面积、总孔容均增大,增大范围分别为:10.67~72.24 m2/g、0.039 8~0.093 1 cm3/g,15.43~105.14 m2/g、0.010 4~0.078 9 cm3/g,而平均孔径减小。负载铁处理对两种生物质挥发分含量和pH值的影响不同,表现为:负载铁秸秆生物炭的挥发分质量分数增加5.2~13.2个百分点,pH值降低0.04~1.49,而负载铁木屑生物炭的挥发分质量分数在300℃降低17.4个百分点,在400~600℃增加8.5~22.2个百分点,pH值则升高0.33~1.93。     

硅灰石纤维填充超高分子量聚乙烯基复合材料干滑动摩擦磨损的BP神经网络分析

超高分子量聚乙烯及其复合材料由于其优良的自润滑和防黏性能可用于农业工程装备中的滑动接触部件和触土部件。基于人工神经网络在复杂系统建模问题上的优越性,考察了几种因素对硅灰石纤维增强复合材料的摩擦和磨损性能影响的模型。考虑到输入、输出数据个数,调试设计了一个3×10×2的BP神经网络,其输入层由3个神经元构成,分别为硅灰石纤维的处理方法、硅灰石纤维的加入量和试验过程中的法向载荷。隐含层有10个神经元。输出层2个神经元分别为材料的摩擦系数和磨损量。基于上述BP神经网络对硅灰石纤维增强超高分子量聚乙烯基复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了模拟和预测。对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对复合材料的干滑动摩擦和磨损的作用,大部分数据的预测值与试验值的误差在10%以内,其仿真精度能够满足实际的摩擦磨损预测要求。     

周期微桁架结构复合材料阻尼特性的研究

本文应用ANSYS软件分别建立了四面体型点阵夹芯结构钢桁架模型、周期微桁架结构复合材料模型以及施加质点的复合材料模型,并分别对三个模型进行了谐响应仿真分析。针对三个模型,分别绘制出各个关注节点的幅频曲线,并通过比较不同模型相同节点的振动响应,研究不同模型的吸能减震效果。研究表明,添加橡胶材料的复合材料模型的吸能减震效果明显好于钢架点阵夹芯结构的效果,而施加质点后的模型具有更好的吸能减震效果。     

木质居室环境综合评价

采用模糊数学理论研究人们对木质居室环境的综合评价,并将其与传统建筑物的室内环境进行了比较。通过调查研究表明,专家们对木质复合墙体结构住宅的室内环境的评价较高,这种结构的住宅在人们的主观意识中能得到认可。     

纳米科技走进木材科学

纳米材料由于具有优异的特性和广阔的应用前景,人类已在各个学科层面上开展了深入细致的研究并逐渐成为高科技生长点,被誉为"21世纪最有前途的材料".世界各国对纳米科学与技术投入了巨大的人力和物力进行研究.美国1999年在《自然》(400卷)发布重要消息称"美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴起",并把纳米技术列入了"政府关键技术","2005年战略技术".欧共体的"尤里卡计划"、日本的"创造科学技术推进事业"等都将发展纳米科学技术研究列入重点发展计划.我国的自然科学基金、"863"项目、"973"项目、"攀登计划",以及国家重点实验室都将纳米材料列为优先资助项目.国家自然科学基金2002年项目指南中强调:"纳米科技"是21世纪可能取得重要突破的领域之一,其与生命科学的交叉研究将得到足够的重视和支持.     

木粉加入量对木／塑复合材料性能影响的研究

研究了聚丙烯与木粉以不同比率复合而成的材料的物理力学性能和复合形态特征。结果表明：不同混合比率的聚丙烯与木粉进行复合后所得的复合材料，除冲击强度有所降低外，其它力学性能均比纯聚丙烯的有较大幅度的提高。木粉表面的酯化处理可以改善木塑界面之间的相容性和复合材料的均匀性。在木塑复合过程中木塑之间发生镶嵌现象使木塑之间产生物理结合。