聚丙烯/竹纤维复合材料的制备及力学和抗老化性能研究

利用不同质量分数的NaOH溶液碱化处理竹纤维(BF),制备聚丙烯/竹纤维(PP/BF)复合材料,通过FTIR、SEM对碱处理前后的BF进行表征。结果表明:10%的NaOH溶液对BF碱化,使PP/BF复合材料的力学性能最佳,但碱浓度过大时,PP/BF的耐摩擦性能、拉伸强度和弯曲强度降低。通过计算BF的表面自由能,得出碱化BF表面自由能更高,对复合材料的增强效果更加明显。SEM分析可知:BF的碱化处理会降低其表面的粗糙度,减少力学缺陷;当NaOH浓度过高,会破坏BF结构,降低复合材料的力学性能;碱化处理的BF提升复合材料的抗老化性能。结果显示,使用10%NaOH溶液碱化处理的BF对复合材料的性能增强效果最好。     

界面改性对椰壳增强聚丙烯复合材料性能的影响

分别采用不同浓度碱溶液、偶联剂及其联合方式对椰壳纤维表面进行处理,利用模压成型技术制备椰壳聚丙烯复合材料,讨论界面改性对椰壳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。结果表明,碱加偶联剂联合改性最有利于复合材料力学性能的改善,且在碱处理浓度相同的情况下,复合材料的拉伸强度随偶联剂浓度的增加而增大;偶联剂改性对复合材料力学性能的影响优于碱处理对复合材料力学性能的影响,且偶联剂改性对复合材料弯曲强度影响较大,复合材料的力学性能随偶联剂浓度的增加而增大。     

表面改性方法对PP/Mg(OH)2无卤阻燃体系性能的影响

以聚丙烯(PP)为基体树脂,加入采用不同表面改性方法处理的氢氧化镁[Mg(OH)2]制备无卤阻燃PP复合材料。探讨了化学法和辐射法对PP/Mg(OH)2无卤阻燃复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,用烷烃类偶联剂Ao-03进行表面改性的PP/Mg(OH)2具有较好的阻燃性能和力学性能,氧指数可以达到23.8%;拉伸强度变化不大,断裂伸长率达20%,是未处理PP/Mg(OH)2的9.5倍;冲击强度也最高,为未处理PP/Mg(OH)2的7倍。     

农业废弃秸秆纤维填充聚氯乙烯复合材料相容性的实验探究

采用NaOH溶液浸泡、乙酸酐处理、添加硅烷偶联剂KH570和微波辐照的方法对玉米秸秆纤维进行表面处理,探讨不同实验条件下界面的相容性对复合材料力学性能、热稳定性和防水性能的影响。结果表明:碱溶液蚀刻和微波辐照均可以有效降低秸秆纤维的表面极性,并提高纤维在PVC内部的分散性,从而达到增强界面相容性的效果。与碱溶液蚀刻相比,微波辐照改性的复合材料的力学性能、热稳定性能和防水性能均显著提升。硅烷偶联剂KH570和乙酰化处理可以分别在秸秆纤维表面接枝羧基和乙酰基,从而增强复合材料的相容性。同时,由于乙酸酐力学性能较差,偶联剂对复合材料的性能提升效果优于乙酰化的效果。因此,偶联剂的接枝更适用于优化植物纤维填充PVC复合材料的相容性和性能。综合实验结果,通过微波辐照和偶联剂接枝处理提升秸秆纤维填充PVC复合材料的相容性具有更高的效率和更良好的效果。     

滑石粉表面改性填充PP复合体系研究

采用钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯及硅烷偶联剂,对滑石粉进行表面改性处理,通过接触角、活化率、吸油量和红外谱图等试验方法对改性效果进行了评定;检测滑石粉填充PP复合体系的力学性能,进一步说明了偶联剂种类和填料粒径对复合材料力学性能的影响。结果表明:活化改性后,填料表面的极性和官能团均发生了变化;硅烷和钛酸酯偶联剂改性滑石粉效果较好,1250目滑石粉填充体系的综合力学性能最优。     

表面处理对可生物降解黄麻/PLA复合材料结构和性能的影响

采用注塑成型法制备了生物降解黄麻短纤维增强PLA复合材料,通过力学性能测试及SEM,探讨了碱处理、碱和硅烷偶联剂KH550同时处理对复合材料结构和性能的影响。结果表明:两种处理方法均能够增加黄麻纤维的表面粗糙度,但碱和偶联剂KH550同时处理的效果要优于碱处理,且KH550改善了黄麻短纤维与PLA树脂之间的界面黏结性能提,高了黄麻/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度。     

竹纤维微生物改性对竹塑复合材料性能的影响

采用微生物法对竹纤维进行改性,研究其对竹纤维成分及结构的影响,通过热压成型制备了不同竹塑配比的竹纤维增强聚丙烯复合材料(PP/BF),并对其力学性能、断面微观结构进行表征来探讨竹纤维对聚丙烯基体的增强性能。结果表明:微生物改性能有效去除纤维素表面部分的半纤维素、木质素等成分,并在一定程度上降低了竹纤维的极性,改善了竹纤维与聚丙烯基体的界面浸润性。所得的竹塑复合材料以竹纤维添加量为30%时,力学性能最优,其拉伸强度、弹性模量较纯聚丙烯材料分别增强了3.4%、29.4%,弯曲强度、弯曲模量分别提高了38.9%、37.5%。     

PVC/竹纤维环保型复合材料的制备及性能研究

通过对竹纤维表面改性处理,获得了硅烷偶联剂接枝改性的竹纤维材料,制备了聚氯乙烯(PVC)/竹纤维复合材料,并研究了竹纤维用量对PVC复合材料的力学性能的影响。结果表明:经过碱处理和硅烷偶联剂改性后的竹纤维可以与PVC材料之间实现良好的结合,可以作为增强剂改善PVC/竹纤维复合材料的力学性能和热稳定性。但竹纤维用量不宜过高,过高时,PVC复合材料中竹纤维会出现团聚现象,从而破坏复合材料的力学强度。综合分析,当PVC和竹纤维的用量比为100∶20时,竹纤维改性PVC复合材料具备最佳的拉伸强度和弯曲强度26.5 MPa和45.5 MPa。     

共混工艺对长竹纤维/聚丙烯共混材料力学性能的影响

竹纤维具有较高的拉伸强度和模量,应用于增强高分子材料的强度,与塑料共混可以作为一种新型的绿色环保型复合材料,具有广泛的应用前景。研究了竹纤维与PP的共混工艺,分析了偶联剂对竹纤维预处理、纤维的比例以及注塑温度对竹纤维/PP共混材料的物理和力学性能的影响,结果表明:采用马来酸酐类偶联剂处理纤维,可有效提高竹纤维/PP共混材料的力学性能,同时当纤维比例为10%时,纤维/PP共混材料的弯曲性能较佳,而纤维比例为30%时,其拉伸强度最大,纤维/PP共混材料注塑最佳温度为210℃。     

不同改性方法对竹纤维增强环氧树脂复合材料性能的影响

采用碱/硅烷偶联剂(KH550)和碱/KH550/二苯甲基二异氰酸酯(MDI)对竹纤维进行表面改性,并制备了环氧树脂/竹纤维复合材料,研究了两种表面改性方法对复合材料的力学性能及热稳定性的影响.结果表明,竹纤维经改性后,复合材料的拉伸强度显著提升,两种改性方法制备的复合材料在拉伸强度上无较大区别,但与碱/KH550改性...     

竹纤维的表面化学特性及与棉纤维的比较

报道了竹纤维的表面化学性能,如:表面能、Lifshitz-vanderWaals力、Lewis酸性和碱性。为了认识竹纤维的表面性能,同时还对棉纤维的表面性能进行了测试以作对比。结果表明,竹纤维的表面性能与棉纤维基本相同,但两者具有一个非常明显的差异,即前者的Lewis酸性是后者的一倍。这个发现极好地解释了人体皮肤在夏天接触竹纤维时感到舒适的现象。研究还指出,竹纤维的取向性略差于棉纤维,这可能会导致竹纤维的柔软性、面料性能略逊于棉纤维。     

竹原纤维增强复合材料的研究

竹原纤维与低熔点聚酯纤维及聚丙烯纤维的混合纤维集合体加工成非织造物,再经热压成型后,制成竹原纤维增强聚酯、聚丙烯热塑性树脂复合材料板材,并与竹原/亚麻纤维增强聚酯、聚丙烯热塑性树脂复合材料进行性能对比,进一步探讨这种复合材料板材的最佳制作工艺。鉴于这种材料可以被用于汽车和建筑等领域,通过对材料力学性能测试结果的模糊综合评判,选出性能最优的复合材料为竹原纤维/LMPET(40/60),在模压温度、时间、压力分别为165℃,30min和30MPa的条件下,所压制复合材料的纵向拉伸强度为136MPa,横向为87·58MPa;纵向弯曲强度为534MPa,横向为470MPa。     

竹笋壳纤维的力学性能

为了了解竹笋壳纤维的基本力学性能,为竹笋壳纤维的进一步开发利用提供理论依据,研究了竹笋壳纤维拉伸断裂性能、松弛性能和定伸长弹性性能等力学指标。结果表明,竹笋壳纤维断裂性能指标拉伸断裂强度、初始模量和断裂伸长率分别为3．21cN／dtex、214．32cN／dtex和2．01％,在湿态下竹笋壳纤维的拉伸断裂强度和初始模量下降较大,分别下降了38．6％和33．1％,断裂伸长率变化不大;比较干、湿态下竹笋壳纤维的抗应力松弛性能和定伸长抗伸回弹性,湿态下的抗应力松弛性能和弹性能力较优。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

竹纤维的理化性能及染色研究

对一种新型纤维——竹纤维进行了部分物理性能、化学性能及染色性能的研究。采用化学系统分析法、平均法得到竹纤维化学成分的质量分数。在化学性能方面主要测定其酸、碱溶失率。并从上染速率曲线、染色牢度这两方面对活性染料竹纤维染色作了初步研究,结果说明其与染料分子的亲和性好,有优良的可染性和色牢度。     

提高竹纤维用浆粕中甲纤含量的研究

利用鲜竹轧汁提取竹沥液后的竹渣,通过化学方法可制得用于生产竹粘胶纤维用的浆粕。但由于多种原因,制得的浆粕中甲纤含量较低,难以满足后续纺丝的要求。为了提高竹浆粕中的甲纤含量,研究了用木聚糖酶对竹浆粕进行处理,取得了一定的效果,竹浆粕的甲纤含量由原来的80%提高到85.5%。     

竹笋壳纤维热湿性能研究

分析自然脱落竹笋壳提取物竹笋壳纤维的热湿性能,为开发利用竹林资源竹笋壳提供理论依据。主要研究了竹笋壳纤维在不同热处理温度条件下的吸湿性能和放湿性能,分析热湿条件对纤维断裂强度、断裂伸长率以及纤维摩擦性能的影响。结果表明:随着温度的升高和热处理时间的增加,竹笋壳纤维的断裂强度和断裂伸长率逐渐下降;温度对竹笋壳纤维的摩擦性能影响不大;随着环境相对湿度的提高,竹笋壳纤维的断裂强度不断下降,断裂伸长率变化平缓;湿度的增大,竹笋壳纤维的动摩擦系数和静摩擦系数都呈增大的趋势,且相对湿度越高,纤维的静动摩擦系数差值越大。     

竹纤维增强聚双环戊二烯复合材料的研究

将竹纤维(BF)和聚双环戊二烯(PDCPD)通过反应注塑成型制备竹纤维增强PDCPD复合材料。采用干燥法、碱处理法、硅烷偶联剂处理法分别对竹纤维进行表面改性,结合力学性能、红外光谱、扫描电镜(SEM)等分析检测手段,确定最佳竹纤维处理方法和最佳竹纤维用量。结果表明:采用硅烷偶联剂处理后的竹纤维用量为2%时,PDCPD/BF复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别为49.824 MPa、99.903 MPa和94.34 J/m~2,比改性前分别提高了104.7%、61.82%和624.6%;改性后PDCPD/BF复合材料的热变形温度(HDT)达到108.2℃,比改性前提高了53.2%。     

薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板制备研究

利用竹纤维、薄竹单板等短生长周期的可再生生物质资源制备了薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材。研究环氧AB胶、白胶、万能胶和塑料胶4种市场上常见粘合剂对复合板材的胶合强度和耐高温性能的影响,确定最佳粘合剂为环氧AB胶。对无纺布、玻璃纤维布、不锈钢丝网、天然麻纤维网格布、抗裂的确良等5种不同网格材料增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材的力学性能和尺寸稳定性进行了对比研究。结果表明,天然麻纤维网格布是最佳增强材料,与未用网格材料增强的薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材相比,其压缩强度提高5.55%,纵向弯曲强度提高26.28%,横向弯曲强度提高28.33%,冲击强度提高68.47%。且天然麻纤维网格布增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材性能基本达到JC/T 1051–2007"铝箔面硬质酚醛泡沫夹芯板"行业标准要求。