阻燃香蕉纤维增强环氧树脂复合材料的动态力学性能和热性能研究

采用硅烷偶联剂(A-174)对香蕉纤维(BF)进行表面处理,采用硫酸铵、硼砂、磷酸氢二铵、磷酸三丁酯作为阻燃剂处理BF,选用添加了阻燃剂三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的环氧树脂作为基体树脂,通过热压成型工艺制备阻燃BF增强环氧树脂复合材料。分别采用动态力学分析(DMA)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)研究阻燃BF增强环氧树脂复合材料的动态力学性能、微观形貌以及热性能。结果表明:当阻燃BF含量为30%时,复合材料的储能模量、损耗模量达到最大值,分别比纯环氧树脂提高了570%和110%;当阻燃纤维含量为20%时,复合材料的玻璃化转变温度也比纯环氧树脂提高了16.9℃。通过扫描电子显微镜(SEM)观察说明纤维与环氧树脂之间产生良好的界面黏合作用,宏观上表现为动态力学性能的提高;热失重研究结果表明,阻燃BF的加入能明显提高环氧树脂的热分解温度和残炭率。     

香蕉纤维素在离子液体中的均相改性

以香蕉纤维素为原料,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体为反应介质,乙酸酐为酯化剂,在不加任何催化剂条件下,实现了香蕉纤维素的均相改性。研究了反应时间、反应温度以及乙酸酐与纤维素葡萄糖单元的摩尔比对产物取代度的影响。结果表明,其最优条件为:反应温度为80℃,反应时间为4h,乙酸酐与纤维素葡萄糖单元的摩尔比为5∶1。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、热重分析仪(TGA)和扫描电镜(SEM)对其进行表征。结果表明产物的FTIR和1HNMR谱图中有明显的乙酰基特征峰;TGA和SEM表明产物纤维素醋酸酯的热稳定性较原纤维素有所提高,并失去了原纤维状。     

超声插层法制备0.84nm水合高岭石

采用超声法,以不同浓度的H_2SO_4溶液置换出高岭土/尿素插层前驱体中插层的尿素,得到水合高岭石。用XRD、FTIR和TG研究了温度、时间和溶液配比等对插层率的影响,确定了最佳制备工艺条件。实验结果表明,制备水合高岭石的最适条件为:温度60℃,0.5mol·L~(-1)的H_2SO_4,此条件下插层率可达74.38%,层间距d(001)值为0.84nm。     

冷轧态Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金的异常热膨胀行为

采用高真空非自耗电弧熔炼炉对Ti-35Nb-2Zr-0.3O (质量分数,%)合金进行熔炼。运用OM、XRD、SEM、TEM和静态热机械分析仪对Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金进行表征,研究冷轧形变对合金显微组织及热膨胀行为的影响。结果表明:Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金在冷轧过程中产生应力诱发马氏体α"(stress-induced martensiticα",SIMα")相,并形成平行于轧制方向的强110织构。等轴晶组织的Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金表现出正常的热膨胀行为。形变后,合金的热膨胀行为出现异常现象,轧制方向表现为负膨胀,负膨胀程度随着形变量的增加而增大,截面方向表现为大于固溶态的正膨胀。30%形变合金的轧制方向在室温到250℃具有Invar效应,这一现象归因于SIMα"相变、晶格畸变和110织构的形成。冷轧态Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金在室温到110℃的异常膨胀归因于SIMα"相到β相的晶格转变,而在高于110℃的异常膨胀行为归因于ω相和α相的析出。     

香蕉纤维的表面改性及其增强环氧树脂复合材料的性能研究

采用硅烷偶联剂(A-174)偶联、高锰酸钾接枝和乙酰化包覆等3种方法对香蕉纤维进行表面改性,制备了改性香蕉纤维增强环氧树脂复合材料,测试其拉伸、弯曲、压缩、冲击等力学性能。结果表明,偶联、接枝、包覆等表面改性均能明显改善香蕉纤维与基体树脂的相容性,提高复合材料的力学性能,其中偶联改性的效果最好。当改性香蕉纤维含量为10wt%时,与未改性的香蕉纤维比较,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度分别提高了1.8、1.0、2.6倍;随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能明显提高。     

阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料的制备与表征

采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为增塑剂增塑聚乳酸,添加改性香蕉纤维和膨胀型阻燃剂(IFR)制备阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料.研究结果表明,偶联剂处理纤维的效果最好,使复合材料的拉伸、弯曲强度分别达到57.49MPa、101.80MPa,与扫描电子显微镜(SEM)的结果一致;IFR含量为5份(以聚乳酸为100份计)时综合性能最佳,材料的极限氧指数达到了 32.8%,垂直燃烧实验达到了 V-0 级(UL-94),材料的拉伸和弯曲强度分别为43.97 MPa 和87.95MPa,效果最好.热失重研究结果表明,阻燃香蕉纤维的加入能明显提高聚乳酸的热分解温度和残炭量.     

热塑性木薯淀粉/SiO2复合材料回生过程的稳定性研究

通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉/二氧化硅(TPS/SiO_2)复合材料,通过差示扫描量热仪(DSC)研究回生过程中TPS/SiO_2复合材料的熔融焓和熔融峰变化,通过X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)研究晶型和球晶形态大小的变化规律,通过热重仪(TG)分析TPS/SiO_2复合材料的热降解行为,并进行自然降解测试。结果表明:随着回生时间增加,TPS/SiO_2复合材料的熔融焓增大、回生程度增加,热降解温度降低、自然降解率增加;球晶大小和晶型随着回生时间变化发生改变。在短期回生过程中,TPS/SiO_2复合材料以淀粉直链分子链结晶为主;在长期回生过程中,部分淀粉分子链发生断裂,有利于淀粉的回生程度提高,但随着回生时间进一步增加,淀粉分子链继续发生断裂降解,使得球晶结构完善程度下降。     

载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的制备及性能

从香蕉树皮中提取香蕉纤维素微晶,将甲钴胺、香蕉纤维素微晶和乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)制备成载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料。运用SEM、BET、TG-MS和FTIR对产物进行了表征;采用紫外分光光度计对载甲钴胺介孔材料进行了载药率、包封率、体外释放度测定。红外谱图分析表明,所制备的香蕉纤维素微晶的主要成分为纤维素;BET法测定结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的平均孔径(4V/A)(V为孔体积,A为表面积)为17.89 nm;TG-MS结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料分解温度约为300℃;体外释放实验表明,该材料对甲钴胺有较好的控释作用,药物释放遵循零级释放动力学方程。     

TG-MS联用技术研究膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理

采用热重-质谱联用技术(TG-MS)研究了纯聚丙烯(PP)和膨胀型阻燃剂(IFR)含量为30%的阻燃PP(IFR-PP)的热解气体种类和产生机理。研究发现:纯PP材料和IFR-PP在420~510℃温度区间内都有一个明显的失重阶段,分别有89.89%和72.0%的挥发分析出。TG-MS分析结果显示,热解过程中产生CH_3~+、CO_2、C_3H_6和C_4H_8等气体,其较大释放阶段均在400℃之后,且在最大热失重阶段仅出现一个比较明显的析出峰,而CH_4、NH_3、H_2O出现有多个析出峰;纯PP在最大热失重阶段分解生成较多的CH_4、C_3H_6和C_4H_8等易燃性小分子,而IFR-PP则在该阶段降解释放出较多的H_2O、CO_2和NH_3等惰性气体。极限氧指数(LOI)测试结果显示,IFR-PP的LOI由纯PP的18.5%增至28.7%,同时其阻燃等级达UL 94V-0级(3 mm)。     

载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的制备及性能研究

从香蕉树皮中提取香蕉纤维素微晶，将甲钴胺、香蕉纤维素微晶和乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)制备成载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料。运用SEM、比表面积及孔径分析仪（BET）、热重-质谱联用仪(TG-MS)和FTIR对产物进行了表征；采用紫外分光光度计对载甲钴胺介孔材料进行了载药率、包封率、体外释放度测定。红外谱图分析表明，所制备的香蕉纤维素微晶的主要成分为纤维素；BET法测定结果表明，载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的平均孔直径[4V(孔体积)/A(表面积)]为17.89nm；TG-MS结果表明，载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料分解温度约为300℃；体外释放实验表明，该材料对甲钴胺有较好的控释作用，药物释放遵循零级释放动力学方程。