木质基直柱型点阵夹芯结构的平压和弯曲性能研究

利用一种简单的插入-胶合方法,以杨木单板层积材和桦木圆棒榫制备了一种新型的木质基柱型点阵夹芯结构;采用正态测试方法和无损检测方法分别对圆棒榫和面板进行优选以降低木材变异性对试验结果的影响;对由2种不同圆棒榫尺寸制备的夹芯结构的平压和弯曲性能进行了研究.结果表明,运用理论模型来预测该种夹芯结构的平压强度和平压弹性模量试验结果表明,理论预测值大于实测值;平压试验的主要失效模式是圆棒榫的剪切破坏,与此同时该种夹芯结构在平压试验中表现出较好的能量吸收能力,而这一性能对其在木结构中应用的安全性极为重要;该种夹芯结构的弯曲性能与相对密度存在一定的线性关系.     

CMC/锯末复合材料热压制备工艺研究

[目的]探索制备羧甲基纤维素（CMC）/锯末复合材料的工艺条件,以开发新型的可降解复合材料。[方法]以CMC为黏结剂,锯末为主要原料,用热压成型的方法制备了CMC/锯末复合材料;测试了复合材料的硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量等力学性能;讨论了黏接剂用量、热压温度和热压时间对复合材料力学性能的影响。[结果]黏接剂CMC含量40%,热压温度120℃,热压时间10 m in时,制备的CMC/锯末复合材料的硬度、拉伸强度最高,拉伸弹性模量也较大。[结论]用热压成型方法可以制备CMC含量为20%~50%的CMC/锯末复合材料;控制黏结剂含量、热压温度、热压时间等工艺参数可获得成型工艺性良好的复合材料。     

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。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物,以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料,制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G）,并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征,同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明,PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料,孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时,吸附效果最佳;吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除;粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程,吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时,拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1,与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近,可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

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。     

长链酰胺化纳米纤维素增强聚乳酸复合材料

以纳米纤维素(NCC)为原料,先采用四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化制备氧化纳米纤维素(TONC),再与不同链长脂肪胺在催化剂作用下发生反应,得到脂肪胺改性纳米纤维素,当脂肪胺为十二胺(DOA)、十四胺(TEA)、十六胺(HEA)、十八胺(OCA)时,分别制得DOATONC、TEATONC、HEATONC和OCATONC。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和元素分析表明:脂肪链接枝成功,改性后纳米纤维素的晶形没有发生改变,为原有Ⅰ型晶型;接触角和分散性测试表明:随着脂肪链的增长,改性纳米纤维素表面的亲水性明显下降(接触角由65.8°上升至93.9°),而分散率由25.17%先降至11.97%,再升至71.71%。将1%的改性纳米纤维素添加到聚乳酸(PLA)中制得复合膜,机械性能测试结果表明:随着脂肪链的增长,复合膜的机械性能明显提高,其中PLA/OCATONC复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别达到40.2 MPa和6.39%。     

木材/金属-有机框架复合材料研究进展

金属-有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）是一类由金属离子或团簇与有机配体组成的晶体材料,因其具有结构和功能多样性而备受关注。然而,MOFs的粉末结晶状态极大限制了其实际应用。木材作为一种天然多孔材料,具有有序的孔道结构、优良的力学性能和丰富的活性基团,是固定粉末状MOFs的理想载体。将MOFs与多孔木材复合构筑木材/MOFs复合材料,可实现MOFs功能特性与木材结构特点的有效结合,为拓展MOFs的应用潜力提供新途径。本文系统总结木材/MOFs复合材料的构筑策略,重点介绍木材/MOFs复合材料在液/气相吸附、催化、电化学储能等领域的最新应用进展,分析当前木材/MOFs复合材料研究中存在的问题以及未来的研究重点。     

聚乙二醇对表面改性CNF/PLA复合材料性能的影响

目前,溶液浇铸法制备纳米纤维素/聚乳酸复合材料,常将纳米纤维素直接加入聚乳酸,导致制备的复合材料各项机械性能普遍降低。为了改善其机械性能,笔者采用聚乙二醇2000作为塑化剂处理纳米纤维素,制备聚乳酸/纳米纤维素/聚乙二醇三相复合材料。通过对复合材料的微观形貌观测,力学性能分析和热稳定性分析来确定聚乙二醇的影响机制。试验结果表明,添加2%～4%聚乙二醇2000的三相复合材料的拉伸强度、撕裂强度与断裂伸长率得到了提高,材料的热稳定性相对纯聚乳酸发生了下降。而随着聚乙二醇含量逐渐增加至8%,材料的拉伸强度、撕裂强度与断裂伸长率都出现了降低,而其热稳定性回升,复合材料的玻璃化转化温度(TG)大约提升了5～6℃。同时,研究发现保持一定的聚乙二醇/纳米纤维素添加比例可获得分散均匀、性能优良的复合材料,团聚现象明显减少。综上,经过一定量的聚乙二醇2000表面改性可促进纳米纤维素在聚乳酸中的均匀分散,从而增强复合材料的综合机械性能。     

单板贴面木粉/高密度聚乙烯复合材制备及表面胶合性能

利用木粉和回收塑料制备的木塑复合材料具有良好的环保性,但制品表面装饰性差。采用砂光、紫外辐照、红外辐射3种方式处理木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材表面,以异氰酸酯或异氰酸酯交联聚醋酸乙烯酯(乳白胶)作为胶黏剂对WF/HDPE复合材进行单板贴面。通过表面胶合强度测试、表面接触角和粗糙度测试、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线扫描分析等手段研究了不同处理方式对表面胶合强度的影响。结果表明:320目砂纸砂光的表面胶合效果优于600目砂纸砂光的,可使WF/HDPE复合材表面具有适当粗糙度和极性。紫外辐照度1.00 W/m~2、辐照24 h和180℃-25 s红外辐射是比较好的处理条件,尽管没有进一步提高表面胶合强度,但红外辐射可减少砂光量。采用异氰酸酯交联乳白胶作为胶黏剂时,砂光处理的表面胶合强度为2.96 MPa,紫外辐照处理达到2.91 MPa,红外辐射处理达到2.87 MPa。3种方式处理的WF/HDPE复合材均能耐63℃水浸渍,传统人造板贴面技术完全有可能适用于木塑复合材料的表面装饰。     

木塑复合材料阻燃研究新进展

木塑复合材料兼具木材的生态性和塑料的可加工性,是一类生态环保材料。然而,木塑复合材料易燃,限制了其在室内领域的应用。对木塑复合材料进行阻燃处理,使其达到相应的阻燃级别可以促进该材料在公共场所建筑和室内装饰领域的应用,进一步提升其市场价值。近年来,采用复配技术和表面改性技术改善阻燃剂与木塑复合材料的界面相容性,同步提升阻燃效率、力学性能和工艺性能成为研究的重点。笔者从木塑复合材料的燃烧特性出发,概述了金属系(金属氢氧化物、含金属元素的其他结构化合物)、硼系、磷系和碳系阻燃剂与其他元素阻燃剂进行复配协同提升木塑复合材料阻燃抑烟的研究进展,进一步阐明了复配体系的构筑机制及协同阻燃机理,重点探讨了基于炭层阻隔效应的凝聚相阻燃机理,并且讨论了复配体系对力学性能的影响规律。最后分析了复配体系存在的不足,指出开发适用于木塑复合材料的阻燃体系,使其与木塑复合材料形成良好的界面相容性,并同步提升阻燃效率、力学性能、工艺性能,以及降低生产成本仍是未来研究的重点。