废印刷电路板非金属粉增强及磨碎玻璃纤维增强聚丙烯力学性能

分别用废印刷电路板(PCB)非金属粉、磨碎玻璃纤维作为增强材料,采用熔融共混方法制备了聚丙烯(PP)基复合材料,并通过其力学性能试验和缺口冲击断面、废PCB非金属粉、磨碎玻璃纤维的形貌观察,分析研究了两种增强材料及表面改性对复合材料力学性能的影响。实验结果表明：废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能得到了明显提高,其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量最大增幅分别为28%、41%、86%和133%;废PCB非金属粉与磨碎玻璃纤维都能作为PP增强填料,但其韧性降低;表面改性对废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能的影响不大,但是对磨碎玻璃纤维/PP复合材料力学性能的影响大;废 PCB非金属粉/PP复合材料综合力学性能高于磨碎玻璃纤维/PP复合材料,可代替磨碎玻璃纤维作为PP基复合材料的增强填料,不仅可以减少环境污染,实现资源再利用,而且大大降低复合材料成本。     

废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。     

茶生物质/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为高值化利用茶产业剩余物资源,以废弃茶生物质(Tea biomass,TB)为填料,聚丙烯(Polypropylene,PP)为基体,采用密炼-注塑工艺制备了TB/PP复合材料,考察了茶生物质填料种类、处理方式及其添加量对复合材料结构、形态及性能的影响。实验结果显示,以茶树枝为生物质填料制备的复合材料力学性能最佳,茶梗次之,茶叶最差;茶梗填料经水煮和马来酸酐接枝聚丙烯增容处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量及弯曲模量分别提高了23.4%、9.0%、16.9%和13.9%。SEM图片显示茶梗填料与基体界面相容性提高。随茶梗填料用量的增加,复合材料的拉伸模量、弯曲模量逐渐增大,而拉伸强度及断裂伸长率缓慢下降,吸水率增加,热性能得到改善。当TS添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度比PP减小7.3%,但弯曲强度、弯曲模量及拉伸模量则分别提高11%、86.1%和54.7%。浸水80h后吸水率为0.89%。     

PBS/竹粉复合材料的力学性能研究

制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/竹粉复合材料,考察了偶联剂种类及用量、竹粉用量对PBS/竹粉复合材料的力学性能和生物降解性能的影响。实验结果表明:KH-560偶联剂的表面处理效果优于其他偶联剂,与未用偶联剂相比,复合材料的拉伸强度、冲击强度、热变形温度均有小幅提升,弯曲强度提高了16.3%;当KH-560的用量为5%时,复合材料的综合性能较好,拉伸强度、弯曲强度最高,与纯PBS树脂相比,弯曲强度和弯曲模量分别提高了47.2%和127%;PBS/竹粉复合材料的生物降解速率明显大于纯PBS树脂的降解速率。     

稻壳粉/PP复合材料的力学性能

制备了稻壳粉/聚丙烯(PP)复合材料,分析了稻壳粉粒度及含量对PP复合材料力学性能的影响,用扫描电镜(SEM)对稻壳粉/PP复合材料拉伸断面进行了分析。结果表明,稻壳粉粒径和含量对PP复合材料性能有一定影响,稻壳粉粒径为245μm的PP复合材料有较好的综合力学性能;随着稻壳粉含量的增加,PP复合材料拉伸强度及断裂伸长率下降,稻壳粉含量为30%时,复合材料弯曲强度和模量均有最大值。稻壳粉含量较低时,其在PP中分散较好,与PP相容性好,复合材料为韧性破坏;稻壳粉含量较高时,稻壳粉有集聚现象,与PP相容性较差,材料的性能较低,复合材料为脆性破坏。     

棉秆皮预处理对棉秆皮纤维/PP复合材料力学性能的影响研究

用碱处理、蒸汽闪爆、蒸汽闪爆结合碱处理这3种预处理方法制备的棉秆皮纤维作为增强体,通过热压成型制备了棉秆皮纤维/聚丙烯复合材料。首先优化了制备该复合材料的棉秆皮纤维长度、热压温度、压力以及时间等工艺参数,并以此优化工艺为基础,研究了3种预处理方法制备的棉秆皮纤维对复合材料拉伸、弯曲、冲击性能以及微观形貌的影响。结果表明:在棉秆皮纤维长度为8cm、热压温度170℃、热压压力3MPa、热压时间4min条件下制备的复合材料性能较优;在3种预处理方法中,采用蒸汽闪爆与碱预处理棉秆皮纤维制备的复合材料性能最优,复合材料拉伸强度为36.290MPa、拉伸模量为4557.40MPa、弯曲强度为63.31MPa、弯曲模量为4780.00MPa、冲击强度为485.0J/m。     

苎麻布/聚丙烯复合材料的力学性能

利用聚丙烯及苎麻布作原料、马来酸酐接枝聚丙烯 (MAPP) 作界面增容剂, 采用模压工艺, 在175℃, 5、10、15及20 MPa四种压力下成型复合材料, 研究了MAPP质量分数、苎麻布质量分数及成型压力对复合材料力学性能的影响。复合材料的拉伸强度和弯曲强度在MAPP加入量为 3 %和 5 %时分别达最大值 46.72 MPa和 68. 43 MPa , 较无MAPP的复合材料的强度值分别提高 50. 95 %和 61. 81 %; 拉伸模量及弯曲模量因使用MAPP而增加, 但拉伸断裂伸长率却会下降。随着苎麻布质量分数增加, 复合材料拉伸强度、 拉伸模量、弯曲模量均逐渐增加; 苎麻布质量分数10 %、20 %的复合材料在较低的压力 (5、10 MPa) 下成型时 , 其拉伸强度和弯曲强度值相对更高, 当苎麻布质量分数超过20 %后, 成型压力对力学性能的影响无明显的规律。      

植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

以聚丙烯（PP）、废瓦楞纸板制取的植物纤维为原料,采用马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂为界面相容剂,研究了植物纤维增强PP复合材料的力学性能。结果表明：未添加界面相容剂时,随着植物纤维用量的增加,复合材料冲击强度急剧下降,弯曲强度和拉伸强度上升;添加界面相容剂MAH—g—PP后。当植物纤维的质量分数为30％时,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均达到最大值;在MAH—g-PP、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂三者中,MAH—g—PP改善植物纤维与PP之间的界面相容性效果最佳;当MAH-g-PP添加质量为植物纤维添加质量的10％时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度及综合性能最佳。     

β成核剂和镁盐晶须复合改性聚丙烯研究

研究了β成核剂和镁盐晶须对聚丙烯力学性能的影响 ,并对其进行了DSC分析。研究表明 ,镁盐晶须能大大提高聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量 ,而冲击强度基本保持不变。在聚丙烯 /镁盐晶须体系中加入β成核剂后 ,能大大提高复合材料的冲击强度 ,β成核剂在晶须填充聚丙烯体系中有明显的β球晶诱导作用。     

PP/POE/高岭土三元复合材料的力学及热性能

研究了高岭土和乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)填充聚丙烯(PP)制备的PP/POE/高岭土三元复合材料的力学和热力学性能。结果表明,POE和高岭土不能提高PP的拉伸强度,但高岭土可以显著提高PP/POE的杨氏模量。POE降低了PP的弯曲强度和弯曲模量,但PP/POE/高岭土三元复合材料的弯曲强度和弯曲模量显著高于PP/POE和PP。POE和高岭土可以显著提高PP的冲击强度,当高岭土和POE的填充份数分别为10份和5份时,PP/POE/高岭土复合材料的冲击强度最大。高岭土的添加可以提高PP的结晶温度,加快PP的结晶速率,促进PP的异相成核。合适含量的高岭土可以提高PP的熔融温度,改善PP的耐热性能。     

The reuse of nonmetals recycled from waste printed circuit boards as reinforcing fillers in the polypropylene composites

The feasibility of reusing nonmetals recycled from waste printed circuit boards (PCBs) as reinforcing fillers in the polypropylene (PP) composites is studied by using both mechanical and vicat softening temperature (VST) tests. The concentration of Cu leaded from the composites is also tested. The mechanical test shows that both tensile and flexural properties of the nonmetals/PP composites can be significantly improved by adding the nonmetals into PP. The maximum increment of tensile strength, tensile modulus, flexural strength and flexural modulus of the PP composites is 28.4%, 62.9%, 87.8% and 133.0%, respectively. As much as 30 wt% nonmetals recycled from waste PCBs can be added in the PP composites without violating the environmental regulation. The VST test shows that the presence of nonmetals can improve the heat resistance of the nonmetals/PP composites for their potential applications. The optimum particle is the fine or medium nonmetals recycled from waste PCBs, and the optimum content of the nonmetals is 30 wt% basing on the comprehensive consideration. All the above results indicate that the reuse of nonmetals as reinforcing fillers in the PP composites represents a promising way for recycling resources and resolving the environmental pollutions.     

滑石粉/聚丙烯复合材料结晶度与相间形态对其力学性能的影响

用偶联剂改性的滑石粉（Talc）与聚丙烯（PP）共混制备Talc／PP复合材料,测试了复合材料的力学性能。用广角X射线衍射仪对聚丙烯的结晶状况进行了表征,计算了复合材料中聚丙烯的结晶度;用扫描电镜观察了样条的断口形貌,讨论了滑石粉填充量对材料结晶性能与相态结构的影响．以及PP相结晶度和体系的微相结构对复合材料的拉伸、弯曲及冲击性能的影响。实验结果表明,滑石粉的加入对复合材料的结晶行为、相态结构和力学性能有影响。在15％的滑石粉填充量时,聚丙烯相的结晶度达到最大值,材料的拉伸强度、弯曲强度也基本上达到最大值,而冲击强度却降到最低。扫描电镜照片显示,PP基体的结晶形态与复合材料的相态结构随滑石粉含量的改变而变化。     

Improvement of impact property of natural fiber–polypropylene composite by using natural rubber and EPDM rubber

In this research, vetiver grass was used as a filler in polypropylene (PP) composite. Chemical treatment was done to modify fiber surface. Natural rubber (NR) and Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) rubber at various contents were used as an impact modifier for the composites. The composites were prepared by using an injection molding. Rheological, morphological and mechanical properties of PP and PP composites with and without NR or EPDM were studied. Adding NR or EPDM to PP composites, a significant increase in the impact strength and elongation at break is observed in the PP composite with rubber content more than 20% by weight. However, the tensile strength and Young’s modulus of the PP composites decrease with increasing rubber contents. Nevertheless, the tensile strength and Young’s modulus of the composites with rubber contents up to 10% are still higher than those of PP. Moreover, comparisons between NR and EPDM rubber on the mechanical properties of the PP composites were elucidated. The PP composites with EPDM rubber show slightly higher tensile strength and impact strength than the PP composites with NR.     

三聚氰胺聚磷酸盐对竹纤维/聚丙烯复合材料力学及阻燃性能的影响

采用三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）作为阻燃剂,加入到竹纤维/聚丙烯（BF/PP）复合毡中,制备MPP-BF/PP复合材料。采用力学测试和SEM研究MPP对MPP-BF/PP复合材料力学性能和微观形貌的影响;采用极限氧指数（LOI）、热失重（TG）和吸水率为指标研究MPP对MPP-BF/PP复合材料阻燃性、热稳定性和耐水性的影响。测试表明:MPP的质量分数小于30wt%时,MPP-BF/PP复合材料弯曲强度和冲击强度随MPP质量分数的增加先增大后减小,当MPP质量分数达到5wt%时,MPP-BF/PP复合材料呈现出最佳的弯曲强度和冲击强度;MPP在MPP-BF/PP复合材料内部均匀分布,而随着MPP质量分数的增加,MPP-BF/PP复合材料断裂面的粗糙度明显提高,即MPP与PP界面相容性变差,使其力学性能降低。LOI测试结果表明,MPP可以有效提高MPP-BF/PP复合材料的阻燃性能,当MPP质量分数为30wt%时,MPP-BF/PP复合材料LOI达到24.3%。热失重测试表明,MPP的加入可提高MPP-BF/PP复合材料的热分解温度,促进其残炭率明显增大,有利于提高MPP-BF/PP复合材料阻燃性能。耐水性能测试结果表明,MPP质量分数小于20wt%时,MPP对MPP-BF/PP复合材料的耐水性能没有明显影响。采用模糊综合评价法分析表明,MPP质量分数为10wt%时,MPP-BF/PP复合材料性能最优。      

微纳米SiO2/PP复合材料增强增韧的实验研究

为了研究无机刚性颗粒对通用塑料聚丙烯 (PP) 的力学性能的影响, 采用熔融共混方法制备了经硅烷偶联剂A-151处理的SiO₂/PP 复合材料, 并通过其缺口冲击、 拉伸、 弯曲试验和冲击断面的形貌观察, 分析研究了微纳米SiO₂颗粒大小、 填充量、 表面改性以及不同颗粒大小SiO₂混合物对PP复合材料增韧、 增强效果的影响。实验结果表明: 纳米SiO₂的加入可以同时改善其韧性、 刚性和强度; 填充量相同, 颗粒越细, SiO₂/PP复合材料的力学性能越好。SiO₂经改性后填充到PP基体中, 明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面结合性能, 使复合材料的综合力学性能得到提高。不同颗粒大小的SiO₂混合后填充到PP基体中, 混合SiO₂的协同效应使复合材料拉伸、 弯曲性能进一步提高, 对PP基体具有更好的增强效果, 但其冲击性能下降。      

竹纤维组合形态对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

以聚丙烯（PP）为基体,单根竹纤维（SBF）和竹纤维束（BFS）两种形态竹纤维为增强体,采用无纺气流铺装-模压工艺制备了SBF-BFS/PP复合材料。通过力学试验机、SEM、TGA、DSC等对SBF-BFS/PP复合材料的力学性能、微观形貌、热性能等进行表征,研究竹纤维形态配比变化对SBF-BFS/PP复合材料综合性能的影响。结果表明,在纤维总含量不变情况下,SBF在两种形态竹纤维中的含量逐步增加时,SBF-BFS/PP复合材料冲击强度和弹性模量逐步增加; SBF在两种形态竹纤维中质量分数为90wt%时,SBF-BFS/PP复合材料冲击强度和弹性模量比SBF质量分数为10wt%时分别提高了26.46%和38.39%; SEM结果表明,竹纤维与PP基体存在较差界面相容性,竹纤维出现断裂和拔出等现象;热失重结果表明,随着SBF含量的增加,SBF-BFS/PP复合材料的耐热性能并没有明显变化。此外,对SBF-BFS/PP复合材料的耐水性能测试结果表明,由于SBF比表面积大,随SBF含量的增加,SBF-BFS/PP复合材料中易吸水组分增加,从而导致其耐水性能下降。      

GF对SPTW/PP电商包装复合材料力学性能的影响

目的研究玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/六钛酸钾晶须(SPTW)复合材料力学性能的影响。方法首先选用硅烷偶联剂KH550对六钛酸钾晶须进行改性,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过在PP/SPTW复合材料中引入不同质量分数的玻璃纤维(GF),利用熔融共混法制得一系列PP/SPTW/GF复合材料。采用SEM观察冲击断面结构和XRD观察复合材料晶型结构,并比较引入不同质量分数的GF后PP/SPTW复合材料力学性能的变化。结果当复合材料中GF质量分数为5%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最佳,分别提升了18.38%,16.31%,20.24%;当复合材料中GF质量分数大于5%时,复材料的力学性能开始下降。结论在复合材料中引入GF后,能够明显改善复合材料的力学性能,且随着GF质量分数的逐渐增加,复合材料的力学性能整体呈现出先上升后下降的趋势。     

Fabrication of the new structure high toughness PP/HA-PP sandwich nano-composites by rolling process

In this study a designed rolling setup was used to fabricate new structure polypropylene/hydroxyapatite-polypropylene (PP/HA-PP) sandwich nano-composites. To check the effect of rolling process and PP layers content on the structure and mechanical properties of these sandwich composites, different mechanical tests and analysis were performed on these composites. Results of tensile, bending and buckling tests show the rolling process improves the strength, modulus and flexural rigidity of composites significantly while with increasing the PP layers content from 10 vol.% to 20 vol.% decreases the stiffness, flexural rigidity and modulus of composites slightly. Results of impact test demonstrate the rolling process and increasing the volume percentage of the PP layers in sandwich composites cause a dramatic improve in impact absorbed energy of the PP/HA-PP sandwich composites. The results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis confirm the rolling process increases the crystallinity and molecular alignment of polypropylene in composites. The results of mechanical tests and DSC analysis show the increasing of polypropylene molecular alignment by rolling process is the most dominant reason of improvement the mechanical properties of sandwich composites.     

稀土β成核剂改性纳米CaCO_3/PP复合材料的研究

讨论了稀土β成核剂(WBGⅡ)对纳米CaCO_3/PP复合材料力学性能的影响,并借助WAXD、DSC及PLM研究了PP、纳米CaCO_3/PP和WBGⅡ/纳米CaCO_3/PP复合材料的结晶行为及晶体形态.结果表明:加入少量WBGⅡ后,聚丙烯基复合材料的晶型和球晶形态发生明显变化,同时纳米CaCO_3/PP复合材料的冲击强度和综合力学性能均显著提高.