碱处理对剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料性能的影响

以剑麻纤维(SF)和聚乳酸(PLA)为原料,通过注塑成型工艺制备了剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料。研究了连续碱处理剑麻纤维(CASF)和未改性处理剑麻纤维(USF)在不同含量时对复合材料力学性能、吸水性及可降解性能的影响。结果表明:剑麻纤维的质量分数会显著影响复合材料的力学性能、吸水性和降解性能。相较于未改性处理剑麻纤维(USF),碱处理剑麻纤维(CASF)可以进一步提高复合材料的力学性能,降低复合材料的吸水率,延缓剑麻纤维增强可降解树脂基复合材料的降解速率,且酶降解法相较于土埋法降解能够显著加快复合材料的降解速率。当剑麻纤维含量为20%时,CASF/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量相较于纯PLA和USF/PLA分别提高了32.71%、10.08%;19.63%、12.11%;97.33%、12.40%;其冲击强度相较于纯PLA提高了71.19%。     

剑麻/钢纤维增强改性酚醛树脂力学和摩擦性能

采用改性酚醛树脂为基体,剑麻/钢纤维混杂为增强纤维,通过辊炼、模压成型工艺制备了剑麻/钢纤维增强酚醛树脂复合材料.研究了剑麻纤维的加入及含量对聚砜改性酚醛树脂复合材料力学性能、摩擦磨损性能及热稳定性能的影响.结果表明:剑麻纤维质量分数为15%、钢纤维为10%时,复合材料的冲击和弯曲强度分别为3.82 kJ/m2和59.6 Mpa,达到最大;随着剑麻纤维含量的增加,复合材料的摩擦系数降低,热稳定性能下降,当剑麻纤维质量分数为10%时,复合材料的摩擦性能优异;复合材料的磨损面呈现黏着磨损和疲劳磨损特征.     

剑麻纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能研究

采用蒸馏水、Na OH溶液、干法接枝马来酸酐(MAH)、酰化接枝月桂酸(GML)四种方式处理剑麻纤维(SF),用压制成型法制备纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。利用红外光谱表征处理后的剑麻纤维。通过力学性能测试和扫描电镜分析表明,复合材料随着纤维含量的增多、层数增加,冲击强度与拉伸强度明显提高。加入70%的同向交错四层纤维时,SF/PLA复合材料的拉伸强度提高到104.5 MPa、冲击强度提高到135.86 J/m。纤维表面处理可以明显改善复合材料的界面相容性。     

剑麻纤维／酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻     

二恶唑啉改性剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以二恶唑啉(BO)为扩链剂,通过反应加工的方法对剑麻纤维进行界面改性,然后通过热压成型的方法制备了在不同的BO含量下,纤维质量分数分别为10%、20%、30%和40%的短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料。研究了BO含量和剑麻纤维含量对短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料力学性能的影响。研究结果表明,当纤维质量分数为30%、BO质量分数为1.0%时,所制备的复合材料力学性能最佳。其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别为66.76、117.09 MPa和4.61 kJ/m~2,比同样质量分数下,未加BO时剑麻纤维增强聚乳酸复合材料分别提高了34.4%、23.3%和19.1%。     

基于非连续碱处理的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备和力学性能

提出了一种新的纤维表面处理方法———不完全化学处理法。以该方法制备的非连续碱处理剑麻纤维(DASF)作为增强纤维,通过开炼压制制备了DASF/聚乳酸(PLA)复合材料。对比了未处理剑麻纤维(SF)、连续碱处理剑麻纤维(CASF)以及DASF制得的PLA复合材料力学性能,并通过扫描电镜(SEM)、体视显微镜对试样进行观察分析。研究了DASF长度与直径的变化,以及非连续碱处理方法、DASF质量分数对复合材料结构和性能的影响。结果表明,DASF/PLA复合材料中,纤维的长度多分布在1.6～3.1 mm范围内,直径小于SF而大于CASF。相比于连续碱处理,非连续碱处理可以进一步提高复合材料力学性能。纤维质量分数会影响DASF/PLA复合材料的力学性能,当纤维质量分数为30%时,DASF/PLA复合材料的力学性能最优。     

聚乳酸/剑麻复合材料流变性能表征

利用转矩流变仪测量流变特性的方法,表征了不同剑麻纤维含量下,聚乳酸(PLA)/剑麻复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长度和宽度、PLA分子量,分析剑麻纤维含量和转速对复合材料体系中纤维长度的影响,以及PLA降解情况。结果表明,复合材料的非牛顿指数在纤维含量为10%左右出现峰值,并进一步随含量的增加而减小。复合体系中,刚性剑麻纤维受到来自于转子、聚合物和纤维之间的作用力,纤维被剪短,长径比减小;聚乳酸会受到转速和纤维含量的影响发生降解,这些因素都会影响PLA/剑麻复合材料的流变性能。     

竹质纤维形态对聚乳酸基竹塑复合材料性能的影响

为高值化利用竹材加工剩余物资源,以聚乳酸(PLA)为基体,竹粉纤维(BF)、竹屑纤维(BS)、竹原纤维(BN)与竹浆纤维(BP)为填料,采用密炼-注塑工艺制备了四种竹塑复合材料,研究了竹质纤维种类对其结构与性能的影响。研究结果显示,BP与BN纤维长径比更大,BS中颗粒形态较多,BF与BS质地较刚硬。BF、BN与PLA共混熔体的混炼扭矩更大,PLA/BP复合材料吸水率最大。BF,BS,BN与PLA的界面相容性较好,其添加改善了复合材料的力学性能,而BP添加降低了复合材料的力学性能。与PLA相比,在纤维质量分数为30%时,PLA/BF,PLA/BS与PLA/BN复合材料拉伸强度分别提高了17.85%,13.6%,11.89%,冲击强度分别提高24.33%,18.70%,35.57%,弯曲强度分别提高19.45%,21.45%,4.99%。PLA/BF复合材料的综合力学性能最优,其次为PLA/BS复合材料,PLA/BP复合材料最差。研究可为竹塑复合材料的开发与应用提供有益参考。     

玻璃纤维的表面改性及其聚乳酸复合材料的热性能分析

选用玻璃纤维(GF)作为聚乳酸(PLA)基体的增韧材料,并依次用硅烷偶联剂(KH550)和油酸(OA)对玻璃纤维表面进行二次改性制得改性玻璃纤维(OKGF),并通过共混法制备出PLA/GF和PLA/OKGF复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的GF进行表征测试,通过SEM、差示扫描量热仪(DSC)探究了改性前后的玻璃纤维以及玻璃纤维含量对复合材料的微观形貌和热行为的影响。结果表明：油酸成功包覆在玻璃纤维表面,包覆量约占玻璃纤维质量的2%;OKGF的加入有效提高了GF与PLA基体的界面黏结性,改性玻璃纤维基本没有从基体中拔出的情况出现;PLA/OKGF复合材料的玻璃化转变温度下降1～7℃,冷结晶温度下降10～22℃,有效增强了PLA基体的结晶能力;当OKGF填充量为20%,二次升温速率为5和20℃/min时,PLA/OKGF复合材料的熔融结晶度分别达到了39.4%和39.2%,相较纯PLA分别提高了310.4%和266.4%。     

聚丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物改性聚乳酸的研究

为了提高聚乳酸(PLA)的韧性,采用聚丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯(PMA-MMA)对PLA进行共混改性。采用悬浮聚合法,以丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,制备珠粒状的PMA-MMA共聚物。通过熔融共混法,分别以PMA-MMA共聚物为增韧剂,聚乙二醇为增塑剂,聚乙烯蜡为润滑剂,对PLA进行改性,对改性后的PLA复合材料的热性能和力学性能进行研究。结果表明,随着PMA-MMA共聚物用量的增加,PLA复合材料的拉伸强度呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率和冲击强度不断增大。当PMA-MMA共聚物用量为15份时,PLA复合材料的拉伸强度达到最大值,为52.2 MPa;当PMA-MMA共聚物用量为25份时,PLA复合材料冲击强度为53.26 k J/m2,是纯PLA的4.4倍,断裂伸长率为54.9%。PMA-MMA共聚物与PLA的相容性好,有明显的增韧作用。PMA-MMA共聚物的加入并未降低PLA复合材料的热性能。     

PLA/Lyocell纤维复合材料结构与性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,新型纤维素纤维Lyocell纤维为增强材料,通过熔融共混及注塑成型制备了PLA/Lyocell纤维可生物降解复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和维卡软化温度测试等手段,探讨了Lyocell纤维含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明:随着Lyocell纤维含量的增加,PLA/Lyocell纤维复合材料的结晶度、弯曲模量和维卡软化温度均随之提高,而拉伸强度和冲击强度则呈现先上升后下降的趋势。其中当Lyocell纤维含量达到6%时,其在复合材料中的分布较为均匀,所对应复合材料的力学性能相对较好,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲模量比纯PLA分别提高了15.3%、12.3%和13.0%。     

聚乳酸/改性长石复合材料的制备及性能研究

以硅烷偶联剂KH570为改性剂对长石粉体进行了湿法表面改性,通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/改性长石复合材料,并对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,改性后长石粒子的界面接触角明显增大,表面具有亲油性,这与FTIR分析结果相吻合。力学性能测试表明,与PLA基体相比,当改性长石用量为0.5%时,PLA/改性长石复合材料的拉伸断裂强度提高了17.82%,冲击强度提高了23.25%。TGA分析结果显示,PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了12.33℃,表明改性长石的加入提高了复合材料的热稳定性。XRD分析结果表明,改性长石的加入起到了部分异相成核剂的作用,从而使结晶成核速度加快。DSC分析结果表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,这与XRD分析相吻合。另外降解实验表明,改性长石的加入加快了PLA复合材料的降解。     

聚乳酸/改性刨花板木粉木塑复合材料的力学性能研究

采用氢氧化钠(NaOH)、过氧化氢（H2O2）、异氰酸酯(IPDI)等不同改性剂对刨花板木粉进行化学改性处理,将改性后的刨花板木粉（PBF）与聚乳酸(PLA)基体通过熔融挤出共混,制备出PLA/PBF 木塑复合材料,研究了刨花板木粉改性处理方法和含量对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,刨花板木粉经NaOH+H2O2或NaOH+IPDI处理后,能显著改善木粉与基体间的界面相容性,提高木塑复合材料的力学性能;经NaOH+H2O2处理后,PBF含量为20 %（质量分数,下同）的PLA /PBF木塑复合材料的弯曲强度相比于未处理的增加了21.63 %,达到118.5 MPa;拉伸强度增加了19.53 %,达到101.0 MPa;采用NaOH+H2O2改性处理的、PBF含量为20 %的PLA/PBF木塑复合材料具有更好的力学性能。     

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。     

反应加工制备植物纤维增强聚乳酸复合材料的表征及性能研究

通过反应加工的方法,在制备剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的过程中引入硫代磷酸三苯基异氰酸酯(TPTI)进行反应,实现纤维和聚乳酸之间的链接,以达到增强复合材料界面性能进而提升复合材料力学性能的目的。利用该方法制备了纤维质量分数为20%,不同含量TPTI的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料,通过红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和力学测试研究TPTI的引入对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究发现,当TPTI含量为0. 6%时复合材料的界面性能最好,此时力学性能也最佳,拉伸强度达到60. 38 MPa,弯曲强度达到89. 23 MPa,缺口冲击强度达到4. 32 k J/m~2,相比PLA/SF分别提高了31%、18. 4%和14. 7%。     

协同改性处理对剑麻增强HDPE复合材料力学性能的影响

植物纤维和树脂的界面相容性差一直制约着天然纤维复合材料的发展和应用。分别对剑麻纤维(SF)进行了碱-偶联协同处理和碱-接枝协同处理,并利用双螺杆挤出机制备了SF/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。观察了剑麻纤维表面以及复合材料断面的微观形貌,表征了改性前后纤维基团的变化,研究了协同改性处理对剑麻纤维及其复合材料力学性能的影响。结果表明,碱-偶联协同处理的改性效果更好,剑麻纤维与HDPE的相容性得到明显改善,复合材料最大拉伸强度和弯曲强度相对于未改性纤维复合材料分别提高18.64%和20.25%。     

PLA/剑麻纤维复合材料的增韧改性

利用聚乙二醇(PEG)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对聚乳酸(PLA)/剑麻纤维(SF)复合材料进行增韧改性,PLA/SF复合体系与增韧剂PEG、PBS密炼共混后,经模压制备PL/A/SF纤维复合材料.通过正交实验,考察PEG含量、PBS含量、硬脂酸含量以及密炼温度对复合材料力学性能的影响.结果表明:PEG的含量对复合材料韧性的影响最显著.PBS的含量和硬脂酸的含量对复合材料冲击性能的影响比较显著,但对其断裂伸长率和拉伸强度的影响不显著.温度对复合材料的冲击性能和拉伸强度几乎没影响,但对其断裂伸长率的影响比较显著.     

溶液法制备PLA/改性长石复合材料及其性能表征

以KH570为改性剂对哈密长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,通过溶液法制备了PLA/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,经改性后界面接触角明显增大,表面有机憎水,具有亲油性,与FT-IR分析结果相吻合;力学性能测试表明,5%改性长石的加入有助于改善PLA复合材料的拉伸强度;TGA分析表明PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了4.47℃,表明其热稳定性得以提高;DSC分析表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合。测试结果表明,改性长石在PLA基质中起到了异相成核的作用,促进了PLA基质的结晶。     

高强韧性聚乳酸/功能化石墨烯复合材料的制备与力学性能

通过溶液共混法制备了化学共价功能化改性石墨烯片(fGO)掺杂的聚乳酸(PLA)复合材料(PLA/fGO)。分别采用红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试表征了fGO的表面结构及性质,以及fGO的含量对PLA/fGO复合材料力学性能和断面形貌的影响。FTIR和AFM测试证实氧化石墨烯(GO)已成功获得功能化改性,其在溶剂中能均匀分散和剥离,厚度约为70nm左右。XRD和SEM分析表明,fGO在基体PLA中分散均匀。力学性能测试表明,PLA/fGO复合材料具有较高的强度和韧性,复合材料的屈服强度随着fGO含量的增大而增大,当加入质量分数为7%的fGO时,复合材料的屈服强度较纯PLA提高了62.9%;断裂伸长率则随着fGO的加入先下降后增大,这与GO表面的柔性链对基体韧性的贡献有关。     

热处理剑麻/PLA复合材料的制备与力学性能研究

采用真空干燥箱对剑麻纤维进行预处理,并与聚乳酸(PLA)复合制备了剑麻纤维含量为50%的全降解环保型复合材料。研究了真空条件下剑麻纤维热处理温度、热处理时间对剑麻纤维成分、结构和复合材料性能的影响,并通过红外光谱和扫描电镜分析其作用机理。结果表明:在真空条件下,热处理使剑麻结构发生变化,半纤维素降解,改善了界面结合能力,且适宜的热处理温度、热处理时间有利于复合材料力学性能的提高。