亚麻纤维增强立构聚乳酸复合材料的制备及界面改性

采用熔融共混及注塑成型法制得立构聚乳酸(sc-PLA)及亚麻纤维/立构聚乳酸(Flax/sc-PLA)复合材料,并通过差示扫描量热分析、动态力学分析、热重分析、扫描电镜、维卡软化温度及力学性能测试等方法研究了亚麻纤维增强及偶联剂六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)界面改性对Flax/sc-PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明:亚麻纤维的加入可有效提高sc-PLA的立构结晶度、耐热性以及力学性能,Flax/sc-PLA复合材料的立构结晶度由17.3%提高到24.9%,维卡软化温度由161.1℃升至195.7℃,拉伸强度也从57.4 MPa提高到62.5 MPa。通过HMDI界面改性可有效改善复合材料的界面相容性,使复合材料的拉伸强度进一步提高到70.4 MPa。此外,HMDI改性还提高了复合材料的热稳定性,其初始降解温度和动态储能模量G'均比未改性复合材料显著提高。     

聚乙烯醇纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以聚乳酸(PLA)和高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为原料，通过熔融共混热压成型工艺制备了不同PVA纤维含量的PLA/PVA复合材料，研究了复合材料的相形态、玻璃化转变、结晶和熔融行为以及力学性能。结果表明：低含量的PVA纤维能均匀地分散在PLA基体中，当纤维质量分数达到20%时，纤维发生团聚。差示扫描量热仪测试结果表明PVA纤维在PLA结晶过程中起到了成核作用。随PVA纤维含量增加，PLA的结晶度增加。此外，动态力学行为表明PVA纤维含量的增加有助于提高复合材料储能模量和刚性。复合材料的拉伸和弯曲模量随PVA纤维含量的增加而增加，当PVA纤维质量分数为20%时，拉伸和弯曲模量达到最大，与纯PLA相比，复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高了43.5%和38.6%。但是，PVA纤维的加入并没有使复合材料的拉伸和弯曲强度得到较大改善。     

木纤维-聚乳酸复合材料性能与聚乳酸性能的相关性

用高速混合-平板热压法制备了70%木纤维含量的木纤维-聚乳酸(WF-PLA)复合材料,研究了不同聚乳酸(PLA)对WF-PLA复合材料的耐水性、弯曲强度和弯曲模量、PLA分子量及热性能的影响。结果表明,PLA与木纤维复合后,弯曲模量明显增加,复合材料中PLA分子量和熔融温度明显下降;PLA性能对WF-PLA复合材料性能影响显著,WF-PLA复合材料中PLA分子量随PLA原料分子量下降而下降,高分子量PLA制备的WF-PLA复合材料耐水性更好,弯曲强度和弯曲模量更高;在PLA改性时,应避免引起PLA分子量下降。     

粘胶纤维与Lyocell纤维增强聚乳酸复合材料的性能比较

以聚乳酸(PLA)为基体,分别采用粘胶纤维与Lyocell纤维这2种典型的再生纤维素纤维为增强纤维,通过熔融共混和注塑成型制备了再生纤维素纤维/PLA复合材料,并对这2种复合材料的性能进行了比较研究。结果表明,采用粘胶纤维或Lyocell纤维增强均可有效提高PLA复合材料的结晶度、力学性能和维卡软化温度。粘胶纤维的锯齿形截面有利于其与PLA基体的结合,因此粘胶纤维/PLA复合材料具有略高的冲击强度及拉伸强度。Lyocell纤维增强更有利于复合材料结晶度的提高,使得Lyocell/PLA复合材料具有更高的弹性模量和维卡软化温度。     

固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响

研究热压成型过程中,不同固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响。结果表明:亚麻纤维在120,140℃和180℃分别处理2h后单纤维拉伸性能发生不同程度的下降。环氧树脂E-51在120,140℃和180℃下固化2h后拉伸性能未发生明显变化。基于环氧树脂的单向亚麻纱线增强复合材料分别在120℃和140℃固化成型时,拉伸强度和冲击强度变化不大。但当固化温度达到180℃时,由于亚麻纤维在高温环境下损伤较为严重,其增强复合材料的拉伸强度和冲击强度均发生明显的下降。然而复合材料的拉伸模量随着成型温度的升高有一定幅度的提升。     

竹纤维增强聚乳酸复合材料热老化性能

采用氢氧化钠和异氰酸酯处理的界面调控方法对竹纤维(BF)增强聚乳酸(PLA)复合材料界面进行调控,通过注射成型工艺制备BF/PLA复合材料。利用FTIR、XRD、凝胶渗透色谱及SEM等分析手段研究了BF/PLA复合材料热老化性能。研究发现: 热老化过程中PLA分子链中的C O不断水解,分子链的C—O断裂生成聚合度更低的小分子量的PLA,PLA结晶度减小,PLA与BF的接合界面被破坏,拉伸强度和冲击强度随老化时间的增加逐渐降低。BF/PLA复合材料在80℃热老化16天后拉伸强度和冲击强度分别降低了75%和77.6%,在100℃热老化32 h后拉伸强度和冲击强度分别降低了80.3%和83.4%。温度对BF/PLA复合材料老化影响显著,温度越高,老化速度越快。     

植物纤维增强PLA-EAA复合材料的制备与性能

开发新型环保材料以替代塑料已成为解决当前环境问题的主要途径,聚乳酸(PLA)虽然拥有良好的强度,而其较差的韧性极大地限制了其应用.针对此缺陷,本文以乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为增韧组分,蒸汽闪爆处理后的稻草纤维(SF)为增强组分加入PLA中,通过熔融挤出制备得到了不同原料配比的PLA/EAA/SF复合物,并通过对复合材料形态、热性能及力学性能的表征分析了EAA和植物纤维的加入及用量对复合材料性能的影响.研究结果表明:EAA用量的增加有效提高了复合物的韧性,但其强度低且抑制了聚乳酸的结晶进而使得复合物强度大幅降低;植物纤维的加入既体现明显的增强效果,又起到了连接两相作用,有利于EAA在PLA中的均匀分散,尤其是在高EAA含量的体系中,植物纤维加入还具有增韧效果;同时,EAA的加入还有利于改善复合材料的熔体流动性.当PLA/EAA/SF质量比为60/40/10时,复合材料冲击强度和断裂伸长率较纯PLA提高约15%和65%,且具有良好的力学性能及加工性.     

秸秆纤维/聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以秸秆纤维和聚丙烯为原料,利用双螺杆挤出机共混挤出造粒,然后热压成型制备聚丙烯木塑复合材料。研究了秸秆纤维的用量、偶联剂的种类及用量对该复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明:经偶联剂处理后,复合材料的韧性有明显提高,其中,硅烷偶联剂含量为秸秆的10wt%时,可使复合材料的冲击强度在秸秆浓度0.1%时提高91.46%。电镜分析其断面微观结构表明偶联剂处理增加了基体与纤维的界面结合,复合材料的热重实验表明秸秆对复合材料的热稳定性基本没影响。     

天然纤维素增强聚乳酸复合材料性能研究进展

目的 生物源高分子材料聚乳酸（PLA）具有优良的力学性能、加工性能和生物降解性，为了降低成本同时获得更优产品性能以扩大产品用途，将其与来源广泛的天然纤维素共混是一种绿色有效的途径。方法 本文从复合材料力学性能、热性能与降解性能等方面进行梳理，综述近年来天然纤维增强聚乳酸复合材料的研究，并提出发展趋势。结论 考察了不同类型、比例和形态的天然纤维与不同的纤维改性技术用于多功能应用的PLA基复合材料的制备和改进，降低成本的同时获得更优产品性能以扩大产品用途。     

PLA/木质纤维复合材料的制备及性能

目的研究PLA/木质纤维复合材料的制备工艺过程,分析PLA纤维含量对复合材料力学性能的影响,确定最优配比,以获得一种可应用于包装中的新型环保复合材料。方法将不同质量配比的PLA纤维及木质纤维按照造纸的工艺进行抄造,获得湿纸胚后再进行热压处理,获得需要的复合材料。对PLA纤维在复合材料中的分散性以及复合材料的力学性能进行表征与测试。结果分散性试验表明,PLA纤维能够与木质纤维均匀混合;当PLA纤维的质量分数为10%时,复合材料的性能较好。力学测试表明,复合材料的拉伸强度最大可达到42.79 MPa,耐折次数可达到1015次。结论 PLA/木质纤维复合材料可采用造纸的方法进行制备,且力学性能较好,能在包装领域内有较为广泛的应用,同时也为可降解纤维的研究应用提供了一种新思路。     

聚乳酸/生物基尼龙复合材料的结晶、流变和 力学性能

为改善聚乳酸的韧性,在聚乳酸基体材料中加入生物基尼龙11,以Joncryl 4468为相容剂,采用双螺杆熔融共混制备聚乳酸/尼龙11/4468复合材料,研究相容剂Joncryl 4468含量对复合材料的结晶、流变和力学等性能的影响。研究结果表明:聚乳酸/尼龙11/4468复合材料的拉伸强度和冲击强度显著增强,当聚乳酸的质量分数为78.4%、尼龙11的质量分数为20.0%、相容剂Joncryl 4468的质量分数为1.6%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度相对于纯聚乳酸分别提升了约10.4%和40.0%,表现出良好的综合力学性能;聚乳酸/尼龙11/4468共混体系中聚乳酸的结晶度较纯聚乳酸提高了3.5%;相容剂Joncryl 4468的加入改善了复合材料的加工流动性能。     

改性椰纤维增强聚乳酸复合材料力学性能

目的添加适量椰纤维(CF)改善聚乳酸(PLA)的力学性能,以适应产品的包装。方法采用熔融共混法制备不同CF含量的CF/PLA复合材料。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察和动态热力学性能测试,探讨添加不同含量的碱洗CF对复合材料力学性能的影响。结果与纯PLA相比,复合材料的拉伸强度降低,冲击强度增大,储能模量增大,玻璃化转变温度降低。当碱洗CF质量分数为3%时,复合材料的冲击强度比纯PLA增加了24%。结论添加CF有利于提高复合材料的力学性能,碱液浸泡更有利于改善CF和PLA基体的界面相容性。     

PLA/植物纤维复合材料的制备与加工研究进展

聚乳酸(PLA)/植物纤维复合材料的研究成为近十年来的研究热点。其制备和成型加工方法对复合材料最终的性能影响极大,加工方法通过影响纤维分散性、长度、取向、加工中的热降解等方式影响复合材料最终性能。选择适当的制备和加工方法显得极为重要,然而,关于PLA/植物纤维复合材料制备和加工方法的系统性介绍、分析未见报道。从热压、熔融挤出、混炼、溶液共混、静电纺丝等制备、加工方法着手,举例并分析各种方法的优缺点,在PLA/植物纤维复合材料成型加工方案确定中具有一定的现实意义和参考价值。     

PLA/MgAlCu-LDH复合材料的制备、表征及性能研究

用溶液插层法制备了PLA/MgAlCu-LDH共混溶液,通过涂膜法制备了不同MgAlCu-LDH含量的PLA/MgAlCu-LDH复合膜,采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、力学性能测试仪器对制备的复合膜的形貌、结构及性能进行测试表征。结果表明:部分PLA分子链插入到MgAlCu-LDH片层间隙中,使得MgAlCu-LDH层间距变大,MgAlCu-LDH作为插层剂对整个共混聚合物的韧性和强度有明显的影响;PLA/MgAlCu-LDH复合材料的杨氏模量随MgAlCu-LDH含量的增加而增加,加入少量MgAlCu-LDH时PLA/MgAlCu-LDH复合材料的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率均增加,在室温下拉伸时,PLA/MgAlCu-LDH 3%(质量分数)复合材料的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率分别比PLA提高14.5%、11.5%和23.7%。     

纤维表面改性对PLA/Flax复合材料性能的影响

目的研究纤维表面改性对复合材料结晶、热稳定性、动态力学性能、尺寸稳定性、吸水率等的影响。方法采用碱、碱+马来酸酐、碱+KH550这3种处理方法对纤维表面进行改性,通过熔融挤出与聚乳酸(PLA)混合制备聚乳酸/亚麻纤维(PLA/Flax)复合材料。结果亚麻纤维经表面改性后使PLA更容易发生冷结晶,结晶结构更加致密、完善,PLA/Flax尺寸稳定性优于PLA。纤维的加入提高了PLA的吸水率,但热稳定性能有所降低。纤维表面改性降低了PLA/Flax的储能模量。结论碱+KH550处理纤维与PLA共混所得复合材料的结晶性、尺寸稳定性最佳,为高性能PLA/Flax复合材料的制备提供了一定的实验及理论依据。     

SBS共混增韧PLA复合材料的制备与性能EI北大核心CSCD

采用熔融共混与模压成型工艺制备了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)共混增韧PLA复合材料,考察了SBS的添加量对共混体系的微观形貌、力学性能和热性能的影响。结果表明,SBS/PLA复合材料呈现典型的"海-岛"两相结构,SBS粒子在基体中分散均匀且与PLA间具有较好的界面结合;随着SBS质量分数的增加,SBS/PLA复合材料的抗拉强度和弹性模量均下降,而断裂伸长率和冲击韧性呈持续上升的变化趋势;SBS的引入使PLA的热分解温度向高温区偏移,显著改善了SBS/PLA复合材料的热稳定性能。     

麦秸纤维含量和粒径大小对聚乳酸力学性能和结晶度的影响

选用三种粒径的麦秸纤维分别与聚乳酸(PLA)粉末组成各种配方,采用挤出注塑的方法制成复合材料。通过红外光谱分析、力学性能测试、断口扫描电镜(SEM)分析以及差示扫描量热(DSC)测试探索了试样的力学性能和结晶度变化趋势,并对结果进行了理论分析,最终确定最佳配方为精细处理且纤维含量为15%的C3组分,此时复合材料的结晶度达到43.44%,玻璃化温度为63.53℃,与纯PLA比较分别提高了29.3%和6%,拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性与纯PLA相比有轻微降低,分别为51.07 MPa,55.16 MPa,4.08 kJ/m2。     

含h-BN复相陶瓷制备及性能研究进展

陶瓷材料密度低、抗腐蚀性及耐磨性良好,但是其硬而脆导致加工困难、抗热震性差。h-BN具有弹性模量低、硬度低的特点,其可加工性能和抗热震性能优异。将h-BN引入陶瓷基体制备含h-BN复相陶瓷,能够有效改善陶瓷材料的可加工性能和抗热震性。对含h-BN复相陶瓷的材料体系、制备工艺和性能的研究一直备受关注。本文以h-BN的引入方式为分类依据较全面地总结了含h-BN复相陶瓷的制备方法。本文对引入h-BN后所制备的含h-BN复相陶瓷的常规力学性能、抗热震性、可加工性、透波性、摩擦磨损等性能的影响进行了综述;对含h-BN复相陶瓷的制备及性能研究中存在的问题进行了概括,并对该材料体系的研究方向提出了建议。