不同增容剂对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响

用乙二醇、甘油和聚乙二醇-400(PEG400)为增容剂,制备了木粉/聚乳酸复合材料,采用X射线衍射、扫描电镜和差示扫描量热研究了不同增容剂对复合材料的两相相容性的影响。结果表明,甘油为增容剂时,木粉和聚乳酸的界面相容性最好。对不同增容剂制备的复合材料的流变性能、力学性能和吸水率测定的结果显示,甘油为增容剂时,储能模量的斜率最小,表明木粉和聚乳酸的相互作用最强,且复数黏度介于乙二醇和PEG400之间;甘油为增容剂的复合材料力学性能优于乙二醇和PEG400为增容剂;复合材料的吸水率则随着增容剂碳链的增长而逐渐增大。     

木粉含量对木粉-淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

以杨木粉、玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,甘油为相容剂,利用熔融挤出法制备了木粉-淀粉/PLA复合材料。研究了木粉含量对复合材料界面相容性、热性能、力学性能、流变性能以及吸水率的影响。结果表明:随着木粉含量的增加,PLA与木粉之间的界面相容性下降,木粉-淀粉/PLA复合材料的热稳定性下降,储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加;随着木粉含量的增加,木粉-淀粉/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势,当木粉含量为18wt%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,最大值分别为40.65 MPa和60.91 MPa;随木粉含量的增加,复合材料的断裂伸长率由9.64%减小到5.97%,而吸水率由5.38%增大到13.43%。     

不同增容剂对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响EI北大核心CSCD

用乙二醇、甘油和聚乙二醇-400(PEG400)为增容剂,制备了木粉/聚乳酸复合材料,采用X射线衍射、扫描电镜和差示扫描量热研究了不同增容剂对复合材料的两相相容性的影响。结果表明,甘油为增容剂时,木粉和聚乳酸的界面相容性最好。对不同增容剂制备的复合材料的流变性能、力学性能和吸水率测定的结果显示,甘油为增容剂时,储能模量的斜率最小,表明木粉和聚乳酸的相互作用最强,且复数黏度介于乙二醇和PEG400之间;甘油为增容剂的复合材料力学性能优于乙二醇和PEG400为增容剂;复合材料的吸水率则随着增容剂碳链的增长而逐渐增大。     

木粉含量对木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料性能影响

以甘油为相容剂,利用木粉、马来酸酐酯化淀粉和聚乳酸(PLA)进行熔融挤出制备了木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料。利用XRD和SEM对复合材料的结晶度和断面形貌进行分析表征,以研究木粉含量对复合材料界面相容性的影响;并对复合材料的热稳定性、力学性能、流变性能以及吸水率进行表征。实验结果表明,随着木粉含量的增加,复合材料的界面相容性下降,拉伸强度和弯曲强度增大,断裂伸长率下降,吸水率逐渐增大;TGA测试结果表明木粉的加入使材料的热稳定性下降;流变测试表明木粉用量的增加,使复合材料的储能模量、损耗模量和复数粘度逐渐增加。     

木粉表面改性对聚氯乙烯/木粉复合材料性能的影响

选用不同偶联剂对木粉(WF)进行表面改性。对聚氯乙烯/木粉(PVC/WF)复合材料力学性能测试结果表明,异氰酸酯偶联剂更适合对WF的表面改性。WF经异氰酸酯偶联剂处理后疏水性得到明显改善。随WF填充量增加,PVC/WF复合材料冲击强度和线性热膨胀系数下降,吸水率和维卡软化温度上升,并且异氰酸酯偶联剂处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-1)各种性能都较未处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-2)好。填充30份时,PVC/WF-1复合材料的拉伸强度比纯PVC提高约10%,吸水率小于0.6%,维卡软化温度比PVC提高2.9℃,线性热膨胀系数从PVC的8.55×10-5℃-1降低到6.01×10-5℃-1。扫描电镜观察结果证明异氰酸酯偶联剂处理WF有利于提高WF与PVC基体的界面相互作用。     

改性炭黑/膨胀石墨/聚磷酸铵阻燃木塑复合材料的性能研究

采用改性炭黑(M-CB)、膨胀石墨(EG)、聚磷酸铵(APP)三者复合与木粉及聚丙烯(PP)制备阻燃抗静电木塑复合材料。通过ZC-36型高阻计、JF-3型氧指数测定仪、CZF-3水平垂直燃烧测定仪、锥形量热仪、热重分析(TGA)测定复合材料的表面电阻率、氧指数及燃烧性能、阻燃性能、热失重行为。研究结果表明M-CB有良好的导电性能,可以使材料表面电阻率由约1014Ω降低到约108Ω;锥形量热及氧指数结果等表明M-CB/EG/APP三者复合阻燃体系的阻燃性能优于单一组分,同时TGA结果表明样品材料热稳定性能高于单一阻燃体系,残炭量显著提高,可以保护PP,使PP分解温度上升。     

聚丙烯/木粉复合材料的增容改性及其机理

为进一步改善聚丙烯(PP)/木纤维(WF)复合材料的力学性能,采用几种不同类型的马来酸酐接枝型相容剂对PP/WF复合材料进行增容改性,并通过红外光谱和扫描电镜,分析和研究其增容机理。结果表明,PP-g-MAH的改性效果最为明显,当其添加量为m(PP-g-MAH)/m(WF)=10/100时,PP/WF复合材料的拉伸强度提高40.9%,弯曲强度提高47.3%,弯曲模量提高35.3%。PP-g-MAH使PP与木粉产生良好的增容效果,木粉颗粒被PP包裹,材料抵抗外应力以及材料破坏由发生在两相界面变成发生在材料整体,从而有效提高了复合材料的力学性能。     

木粉聚丙烯复合材料的等温结晶动力学

应用差示扫描量热法(DSC)研究了有无相容剂(m-TMI-PP)的木粉聚丙烯复合体系的等温结晶行为,采用Avrami方程处理等温结晶过程,计算结晶动力学参数。结果表明,随着结晶温度的升高,各体系的结晶速率下降,结晶速率常数K、n降低,半结晶时间t1/2增大。在同一结晶温度下,木粉起到成核剂的作用,提高了基体的结晶速率;m-TMI-PP的加入,使基体的结晶速率下降。纯PP的等温结晶过程具有异相成核与均相成核的机理,复合材料的等温结晶过程属于异相成核机理。     

APP对木粉-HDPE复合材料阻燃和力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)对木粉-HDPE复合材料(WF-HDPE)进行阻燃处理,用锥形量热仪系统评价复合材料的阻燃性能,并进行等温燃烧反应动力学分析,用万能力学试验机进行静态力学试验。结果表明,在35 kW/m2热辐射流量下,APP添加量达到15%时,WF-HDPE燃烧热释放速率(RHR)峰值和总热释放量(THR)均降低约50%、成炭率提高150%,表现出显著的阻燃作用;可用动力学模型ln(1-α)=-kt+C描述WF-HDPE的等温燃烧反应,APP的加入使反应速率常数k降低、半衰期延长。APP对WF-HDPE的冲击性能有显著的不利影响,但能改善刚性,对弯曲强度和拉伸强度影响不大。综合阻燃性能与力学实验结果,APP的适宜添加量为15%左右。     

界面相容剂对PE-HD/木粉复合材料力学性能的影响

用不同的界面相容剂对高密度聚乙烯(PE-HD)/木粉复合材料进行界面处理,研究了界面相容剂的含量、种类对复合体系力学性能的影响.结果表明,界面相容剂的加入使复合体系的力学性能有不同程度的改善,其中MAPE的加入,对体系的拉伸、弯曲强度提高最大,在MAPE含量为10%时,复合体系的力学性能达到最大值;经EPDM-MA处理的复合材料,其冲击韧性有明显提高;EVA-MA的加入,使复合材料的性能有所提高;SBS对体系界面粘接力的影响不明显;但MAPE和弹性体SBS复配处理的复合体系,其冲击强度的提高尤为显著,这可能是由于MAPE和SBS在复合体系中发生了协效作用,形成具有柔韧性的中间相所致.     

长支化聚丙烯／木粉复合材料的制备和结构性能分析

采用原位反应复合的方法研究制备了长支化聚丙烯(LCBPP)/木粉(WF)复合材料。FT-IR结果表明,单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)被接枝到了PP骨架上。多种流变实验测试结果(黏度曲线,储能模量)证实了长支化聚丙烯的存在。复合材料性能测试表明,长支化反应提高了木塑材料的冲击强度和拉伸强度,最大幅度分别达到29.44%和27.75%。其原因在于LCBPP与木粉颗粒的相容性较好,这由SEM照片得到了证实。     

Effects of Daniella oliveri Wood Flour Characteristics on the Processing and Functional Properties of Wood Polymer Composites

The effects of particle sizes/distribution and contents on the processing, changes in microstructure and functional properties of wood polymer composites (WPCs) prepared from virgin high-density polyethylene (vHDPE) and sodium hydroxide (NaOH) treated Daniella oliveri wood flour via compression molding have been explored. Findings from this study suggested that an appropriate choice of wood flour characteristics could improve the interactions between the wood flour and the vHDPE matrix by eliminating incomplete wetting, segregation, and agglomeration of wood flour particles during processing while enhancing mechanical and thermal properties of the composites. Properties of the WPCs were optimized when wood flour of particle sizes/distribution and contents of +210–300 µm and 35 wt%, respectively, were blended with vHDPE matrix.     

亚临界流体挤出法制备高密度聚乙烯/木粉复合材料

采用亚临界流体挤出法制备高密度聚乙烯(HDPE)/木粉复合材料,研究了亚临界流体种类(去离子水、正丙醇和乙醇)与温度对木塑复合材料(WPC)综合力学性能的影响。实验利用傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热分析和扫描电镜分别对复合材料的化学组成、热变形温度和界面形貌作了相应的研究。结果表明,亚临界流体的高温高压可以对木纤维起到很好的溶胀作用,一定程度上打破了木素、半纤维素对纤维素的包裹作用,明显促进基体与木纤维之间的机械捏合与酯化反应,增加界面强度。在亚临界流体条件下,尤其在亚临界乙醇条件下,木粉在HDPE树脂基体中具有优异的分散性,拉伸断面处的断裂形式主要以基体与纤维断裂为主,说明HDPE/木粉的WPC具有较好的界面结合强度。     

偶联改性对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用高速粉碎机对木粉进行机械活化,在此同时加入铝酸酯偶联剂对木粉进行表面改性,通过熔融挤出法制备木粉/PLA复合材料。以材料的力学性能为评价指标,研究了不同处理方法和铝酸酯用量对复合材料的改性效果,并利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)分别对改性木粉及复合材料进行了分析。结果表明:机械活化对复合材料的力学性能影响较小,但破坏了木纤维结晶结构,从而提高了偶联反应活性,强化了铝酸酯的偶联效果;且当铝酸酯用量为1.0%时,力学性能最好。TGA、SEM进一步分析表明,铝酸酯用量为0.5%时,材料相容性最好。     

聚磷酸铵/次磷酸铝协效阻燃聚丙烯/木粉复合材料

以聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)为界面相容剂,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/木粉(WF)复合材料。采用UL-94垂直燃烧、氧指数(LOI)、热重分析(TGA)探究了阻燃PP/WF复合材料的阻燃性和热分解过程。实验表明,当APP与AHP质量比为9∶1时,LOI值为28.3%,垂直燃烧UL-94达到V-0级。TGA和DTG测试表明,APP与AHP复配能降低木纤维的分解温度,使复合材料提前成炭,达到阻燃作用;加入APP与AHP的PP/WF复合材料的成炭率提高了141%,其高温稳定性也得到提高。通过SEM观察到,当m(APP)∶m(AHP)=9∶1时,木塑复合材料可形成致密的炭层,具有更好的隔热、隔氧作用,从而提高了阻燃性。结果表明在聚磷酸铵中加入少量的协效剂次磷酸铝可明显提高PP/WF复合材料的阻燃性。     

界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展

综述了国内外界面改性增强塑木复合材料力学性能的研究进展,包括界面改性增强的作用机理、木纤维的表面改性、塑料的表面改性和添加界面相容剂等,并展望了塑木复合材料界面改性研究的未来趋势。     

Wood Fibre Reinforced Polypropylene Composites: Effect of Fibre Geometry and Coupling Agent on Physico-Mechanical Properties

Wood fibre reinforced polypropylene composites at fibre content 50% by weight have been prepared and different types of wood fibres (hard wood fibre, soft wood fibre, long wood fibre and wood chips) were treated with coupling agent (MAH-PP) to increase the interfacial adhesion with the matrix to improve the dispersion of the particles and to decrease the water sorption properties of the final composite.The present study investigated the tensile, flexural, charpy impact and impact properties of wood fibre reinforced polypropylene composites as a function of coupling agent and fibre length and structure.From the results it is observed that wood chips-PP composites showed better tensile and flexural properties comparative with the other wood fibre-PP composites with the addition of 5%MAH-PP, which is around 65% and 50% for tensile strength and flexural strength respectively. Hard wood fibre-PP composites showed better impact characteristic values comparative to other wood fibre-PP composites with the addition of 5%MAH-PP and damping index decreased about to 60%. Charpy impact strength also increased up to 60% with the addition of 5%MAH-PP for long wood fibre-PP composites. Water absorption and scanning electron microscopy of the composites are also investigated.     

聚磷酸铵-淀粉对木粉／聚苯乙烯复合材料的阻燃作用

利用锥形量热仪分析了聚磷酸铵(APP)-淀粉阻燃体系在木粉/聚苯乙烯复合材料(WF-PS)中的阻燃作用。结果表明,添加APP能有效降低WF-PS的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR),增加成炭量,延长点燃时间(TTI),表现出显著的阻燃作用;APP对WF-PS的有效燃烧热影响不大,说明APP的阻燃作用为凝聚相机理,成炭是该机理的重要方面;添加淀粉作为APP的辅助成炭剂,能够提高阻燃效率并减少APP用量,APP-淀粉是WF-PS复合材料的有效膨胀型阻燃体系。APP-淀粉的添加对WF-PS的力学性质有一定不利影响,但是当APP用量在10%以下、淀粉用量2%以下时,WF-PS可保持良好的力学性能。