PLA/稻壳粉复合材料界面改性方法及性能研究

以聚乳酸（PLA）和稻壳粉为原料,添加不同含量壳聚糖、硅烷偶联剂和氢氧化钠（NaOH）作为改性剂,通过压膜成型法制备了PLA/稻壳粉复合材料,并对复合材料的力学性能和吸水性进行了测试表征,同时对复合材料进行了X射线衍射仪（XRD）分析。结果表明,当壳聚糖含量为4 g时,复合材料的洛氏硬度较高,其冲击强度、弯曲强度、拉伸强度分别提高了21 %、70 %和47 %, 24 h吸水率降低13 %;当硅烷偶联剂含量为2 g时,其冲击强度、弯曲强度、拉伸强度分别提高50 %、53 %和65 %,24 h吸水率降低43 %;当用6 g NaOH处理时,复合材料的力学性能没有明显改善,24 h吸水率提升57 %;硅烷偶联剂对复合材料具有较好的综合改性效果, 壳聚糖可以较好地改善复合材料的力学性能,NaOH是较为优秀的亲水性改性剂。     

偶联剂与甘蔗渣／PVC复合材料性能的研究

分别用硅烷偶联剂KH560和钛酸酯偶联剂NDZ311对甘蔗渣/PVC复合体系进行处理。研究了两种处理方法对甘蔗渣/PVC复合材料力学性能、界面形态、耐水性能和加工性能的影响。结果表明,与未处理的相比,两种处理方法都改善了甘蔗渣和PVC之间的界面相容性,界面黏结得到增强,使复合材料的强度和韧性有了较大的提高,同时改善了甘蔗渣/PVC复合材料的加工性能。钛酸酯偶联剂处理对甘蔗渣/PVC复合材料性能的影响更为显著,当其用量为1%时,复合材料的拉伸强度和冲击韧性均得到提高,其中拉伸强度提高了55%。     

3D打印PLA/麦秸粉复合材料的力学性能优化

将聚乳酸(PLA)作为基体,麦秸粉作为增强体,通过挤出成型工艺制备用于熔融沉积成型3D打印的木塑复合材料。采用正交试验设计的方法,通过对复合材料的力学性能进行测试,探索最佳的制备工艺。结果表明,随着麦秸粉平均粒径的增加,复合材料的弯曲强度与冲击强度出现先上升后下降的趋势,当平均粒径为120μm时,弯曲强度与冲击强度分别达到60.51 MPa,12.84 k J/m~2;麦秸粉的含量在1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度达到最大值,分别为62.87 MPa,12.72 k J/m~2;硅烷偶联剂KH550的加入会提高复合材料的力学性能,对冲击强度的作用效果强于弯曲强度,当KH550的添加量为8%时,冲击强度达到12.90 k J/m~2;马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的添加会使复合材料的弯曲强度与冲击强度先上升后下降,当MAPP含量为1%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度分别为62.68 MPa,11.91 k J/m~2,达到最大值。     

PLA木塑复合材料性能研究及界面处理分析

以稻壳、竹粉、杨木粉作为聚乳酸(PLA)的增强材料,添加硅烷偶联剂进行界面处理,采用模压成型的方法制备PLA木塑复合材料,研究了纤维的种类与含量以及偶联剂对PLA木塑复合材料力学性能和吸水性能的影响,并采用体式显微镜对其形貌和结构进行了表征。结果表明,杨木粉对PLA复合材料的增强效果最好;杨木粉、稻壳、竹粉质量分数为30%时,PLA木塑复合材料的拉伸强度最大,分别为16.26,11.27,14.17 MPa,杨木粉质量分数为30%时PLA木塑复合材料的冲击强度最大,为4.44 kJ/m~2,随着复合材料中木粉含量的增加,其吸水率呈上升趋势;添加硅烷偶联剂改性使PLA/竹粉复合材料的拉伸强度最大提高了119.74%,冲击强度最大提高了86.52%,改性后的木塑复合材料各组分较为均匀、空洞和缺陷较少。     

竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

采用硅烷偶联剂对竹纤维进行表面改姓,通过热压成型工艺制备了竹纤维增强环氧树脂(EP)复合材料。研究了竹纤维(BF)的长度、竹纤维含量和CaCO3含量对竹纤维/环氧(BF/EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,竹纤维增强环氧复合材料,拉伸和冲击强度得到明显改善;当竹纤维含量为20%时,BF/EP复合材料的力学性能最佳,拉伸和冲击强度分别达到37.64MPa、8.30MPa。     

HGB表面改性及粒径分布对ABS/HGB性能影响

研究空心玻璃微珠(HGB)的表面改性和粒径分布对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/HGB复合材料力学性能的影响.结果表明:HGB的表面改性可以提高ABS/HGB复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度;硅烷偶联剂KH550的改性效果优于KH560的;粒径分布窄的HGB填充ABS复合材料具有较高的拉伸、弯曲和冲击强度.     

AKD改性杨木粉/PLA复合材料模压工艺与性能

以杨木粉和聚乳酸为原料,利用烷基烯酮二聚体(AKD)对杨木粉进行表面改性处理,通过模压成型工艺制备了杨木粉/聚乳酸(PLA)复合材料。以模压温度、模压压力和保压时间为正交实验因素,将复合材料力学弯曲性能和冲击强度作为评价指标,分析了模压成型工艺对复合材料力学性能的影响;在此基础上分析了AKD含量对杨木粉/PLA复合材料力学性能和吸水性能的影响。结果表明,模压工艺对复合材料力学性能的影响程度依次为模压温度、模压压力、保压时间;当模压温度为170℃、模压压力为4 MPa、保压时间为6 min/次、5次保压、AKD含量为2%～3%时,制备的杨木粉/聚乳酸复合材料力学性能和吸水性能较好。     

表面改性剂增强玻纤/木塑复合材料力学性能研究

探究优化玻璃纤维(GF)长度和含量,添加不同含量的硅烷偶联剂和马来酸酐接枝聚乙烯对玻璃纤维/木塑复合材料(GF/WPC)的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度的影响。结果表明:复合材料中GF的临界长度为4 mm,拉伸强度和弯曲强度与未添加时比较分别提升11.16%和4.7%;最佳添加量为1.5%,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与未添加GF比较分别提升10.8%、6.8%和28.3%;硅烷偶联剂添加量1.5%时,复合材料的力学性能达到峰值,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为24.5 MPa、36.2 MPa和13.3 k J/m2,与未添加GF相比分别增加6.6%、12.5%和15.3%;马来酸酐接枝聚乙烯表面处理后复合材料最大拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为26.5 MPa、38.9 MPa和14.8 kJ/m2,与未添加时提高27.4%、21.6%和23.3%,三项力学性能的提升幅度都比硅烷偶联剂要大,MAPE改善复合材料的力学性能优于KH550,加入表面活性剂对复合材料的结晶行为和热稳定性无明显影响。     

影响中空玻璃微珠填充PS复合材料性能的因素

研究了中空玻璃微珠的表面改性和粒径分布,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)的加入对聚苯乙烯(PS)/中空玻璃微珠复合材料力学性能的影响.结果表明:硅烷偶联剂KH550对中空玻璃微珠的表面改性效果优于KH560;粒径分布窄的中空玻璃微珠填充PS复合材料具有较高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度:SBS的加入可以提高复合材料的力学性能,尤其可以大幅提高简支梁缺口冲击强度.     

表面活化对粉煤灰/PVC复合材料力学性能的影响

为了研究粉煤灰在聚氯乙烯(PVC)复合材料中对其他无机填料的可替代性,比较了硅烷偶联剂(KH550,KH570)和硬脂酸(SA)表面活化粉煤灰后,在不同填充量下,对PVC复合材料力学性能的影响,并且,利用SEM对粉煤灰/PVC复合材料的微观形貌进行表征。研究结果表明,随着粉煤灰含量的增加,PVC复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均降低,但是,热变形温度增大;KH550活化处理后的粉煤灰/PVC复合材料的拉伸强度和弯曲强度与SA改性的复合材料相比较好,而SA活化表面处理后的复合材料的断裂伸长率和冲击强度与硅烷偶联剂改性的复合材料相比较好。为粉煤灰资源化利用提供了新方向。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

Average mixing torque,tensile and impact properties,and thermal stability of poly(vinyl chloride)/sawdust composites with different silane coupling agents

Unique explanations are given to describe changes in the mixing torque and tensile and impact properties of poly(vinyl chloride) (PVC)/wood sawdust composites affected by various types and concentrations of silane coupling agents. Concentrations of 0.5–1.0 and 1.5 wt % coupling agent are recommended for the optimization of the tensile and impact properties of the composites, respectively. Changes in the tensile and impact properties of the composites with a low sawdust content were more sensitive to the addition of silane coupling agents than those with a high sawdust content. KBM603 was suitable for improving the tensile properties, whereas KBE603 is recommended for high impact resistance of the composites. The differences in the mechanical and thermal properties of the PVC/sawdust composites were dependent on the characteristics of the functional groups in the silane coupling agents used, such as hydrophilic level, number of functional groups, self‐condensation reaction, and effectiveness of the hydrolysis reaction. Silane coupling agents above 1.0 wt % resulted in an increase in polyene sequences in the PVC structure. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 96: 213–221, 2005     

滑石粉表面改性填充PP复合体系研究

采用钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯及硅烷偶联剂,对滑石粉进行表面改性处理,通过接触角、活化率、吸油量和红外谱图等试验方法对改性效果进行了评定;检测滑石粉填充PP复合体系的力学性能,进一步说明了偶联剂种类和填料粒径对复合材料力学性能的影响。结果表明:活化改性后,填料表面的极性和官能团均发生了变化;硅烷和钛酸酯偶联剂改性滑石粉效果较好,1250目滑石粉填充体系的综合力学性能最优。     

不同硅烷偶联剂对氧化镁填充导热尼龙6性能的影响

分别用四种不同的硅烷偶联剂处理氧化镁,研究了不同偶联剂表面处理后的氧化镁填充尼龙-6导热复合材料的力学性能、热变形温度和导热性能。结果表明,硅烷偶联剂处理后氧化镁/尼龙6复合材料的强度、刚性和导热性能明显提高,热变形温度则略有上升。四种硅烷偶联剂对氧化镁表面处理效果从好至差依次顺序为KH792KH550KH160KH560。     

改性橡胶木粉/HDPE复合材料结构和力学性能的研究

用硅烷偶联剂A-171和天然橡胶胶乳(MGL-30)改性碱处理后的橡胶木粉。研究了木粉粒径、改性剂和木粉质量分数对橡胶木粉填充HDPE复合材料力学性能的影响,并对复合材料的断面形貌和木粉的表面结构进行了SEM分析。结果表明:木粉粒径、改性剂及木粉质量分数对复合材料力学性能有较大的影响。改性后木粉与基体HDPE的界面粘结强度提高,从而有效地提高了复合材料的力学性能。     

Effect of flyash content,particle size of flyash,and type of silane coupling agents on the properties of recycled poly(ethylene terephthalate)/flyash composites

Recent time's polymer waste disposal is a challenging task as the quantity of polymer waste is increasing day by day. Here particulate composites have been developed from recycled poly(ethylene terephthalate) filled with flyash. Flyash of different particle sizes have been used, and effect of particle size and flyash content on the mechanical properties of composites has been analyzed. Tensile and flexural properties of the composites are found to increase with increase in filler content up to 15% and after that decreases due to the agglomeration of flyash particles. SEM studies also showed good dispersion at lower loadings. The use of silane coupling agents was found to increase the flyash/WPET interaction there by increase in mechanical properties is observed. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

原位聚合制备尼龙6/纳米SiO2复合材料研究

对原位聚合制备尼龙6／纳米SiO2进行研究。结果表明，无论是否对纳米SiO2复合材料进行偶联化处理，其表面均将在原位聚合过程中与尼龙6产生接枝；SiO2表面接枝物的生成，可在某种程度上造成体系结晶程度的降低，但复合体系的力学性能主要由SiO2粒子的分散程度、粒子和其体之间的相界面性质等因素决定；采用经偶联剂处理并具有较小粒径和较大比表面积的SiO2对尼龙6进行复合，可使复合体系的力学性能指标达到较高的水平，且硅烷偶联剂的最佳用是为SiO2的3％左右。     

不饱和聚酯树脂/大麻纤维复合材料性能的研究

采用模压工艺制备了不饱和聚酯(UP)树脂/大麻纤维复合材料,研究了大麻纤维加入量及纤维的碱处理、乙酰化处理及偶联剂处理对复合材料力学性能的影响;采用傅立叶变换红外光谱仪对复合材料的结构进行了表征和分析。结果表明,随着大麻纤维含量的增加,UP树脂/大麻纤维复合材料的拉伸弹性模量逐渐增加,拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量及冲击强度等均先降低而后逐渐增大;偶联剂处理对复合材料力学性能的改善效果最好;偶联剂与纤维之间发生了酯化反应。     

Effects of the content of silane coupling agent KH‐560 on the properties of LLDPE/magnesium hydroxide composites

Based on traditional idea of molecular coupling effect, surface modifiers were helpful to improve the performances of inorganic/organic composites. However, it was also widely accepted that the content of surface modifier should be controlled in a suitable range, and more or less modifiers could not reach to optimal properties. The intrinsic reason for this phenomenon was not clear until now. In this article, the influences of the content of surface modifier: silane coupling agent KH‐560, on the final performances of linear low‐density polyethylene (LLDPE)/magnesium hydroxide (MH) composites, have been studied. The performance tests of LLDPE/MH composites, including mechanical properties measurements, thermal oxidative stability analysis, and surface morphology observation, all confirmed that there was an optimal content range of surface modifier. However, further morphology investigation of the modified MH by particle size and particle size distribution analyzer showed that, the particle size and particle size distribution of MH both increased as the content of KH‐560 increased. ATR‐FTIR analysis proved that silane grafting was achieved on the MH particle surface, which not only improved the compatibility between MH and LLDPE for molecular coupling effect, but also caused bigger particle size and wider particle size distribution, which were disadvantageous to improve the performances of the composites. The two opposite effects of the surface modifiers mentioned above affected the final performances of the composites. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010