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%。     

碱处理对酚醛树脂/剑麻纤维复合材料性能的影响

用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再与酚醛树脂(PF)混合、塑炼、模压成型,制备了PF／SF复合材料,对其冲击强度、弯曲强度、耐磨性、吸水性及热性能进行测试,借助偏光显微镜和扫描电子显微镜观察、分析了复合材料的形态结构。结果表明,经碱处理的SF提高了PF／SF复合材料的综合性能,其原因与界面作用得到加强有关。     

表面处理方法对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂、阻燃剂对剑麻纤维(SF)进行表面处理,采用模压成型工艺制备了SF/酚醛树脂(PF)复合材料。研究了SF表面处理方法对SF/PF复合材料的摩擦磨损性能、力学性能、吸水性的影响,借助扫描电镜观察了复合材料磨损面的形貌。结果表明:SF经阻燃剂处理后,SF/PF复合材料的磨损体积为0.00053cm3,比未处理的SF/PF复合材料减少了77.2%;SF经硅烷偶联剂处理后,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未处理的SF/PF复合材料提高18.7%、15.4%,且耐水性也有一定改善。     

剑麻纤维表面处理对热塑性木薯淀粉结构与性能的影响

以甘油为增塑剂,采用熔融共混法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维(TPS/SF)复合材料,研究碱处理和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)两种不同表面处理方法处理剑麻纤维对TPS结构与性能的影响。结果表明,添加碱处理剑麻的TPS/SF复合材料塑化性能较好,更容易进行加工;在力学性能、回生行为、热性能和结构方面,添加KH550处理的剑麻纤维TPS/SF复合材料拉伸强度和弹性模量较高,能更好抑制TPS回生,且热稳定性能更好,结构更稳定、更疏水。     

端羧基超分散剂对剑麻纤维/聚丙烯性能的影响

采用自制端羧基超分散剂(ECH)改性剑麻纤维(SF)/聚丙烯(PP)复合材料,探讨了ECH的使用对SF/PP复合材料的力学性能、热力学性能和结晶性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察复合材料的冲击断面形貌。结果表明,经ECH改性后的SF/PP复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未改性的复合材料提高了67.3%和21.0%,复合材料的热稳定性、PP相的结晶速率和结晶度有所提高,但晶态结构仍是典型的α晶型,ECH的加入使得复合材料的储能模量提高,损耗因子降低。     

剑麻增强醋酸纤维素复合材料的制备与性能研究

对剑麻(SF)进行乙醚化处理以改性纤维结钩和性能,得到改善纤维(ASF)。并通过挤出、模压工艺制备了剑麻增强醋酸纤维索(CA)复合材料。从纤维长度、结钩、热性能等力一面研究改性和加工工艺对SF的影响,同时研究了复合材料的力学性能。研究结果表明,SF和ASF使复合材料的拉伸性能和弯曲性能都得到了一定的增强。尽管ASF/CA复合材料在强度和模量上比SF/CA复合材料硝有逊色,但是由于ASF与基体相容性提高、柔韧性改善,从而其ASF/CA复合材料在断裂伸长率和冲山性能上优于SF/CA复合材料。     

改性剑麻纤维含量对聚丙烯性能的影响

研究了偶联处理后的剑麻纤维(SF)对聚丙烯(PP)性能的影响,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为界面相容剂,制备了PP/SF/PP-g-MAH复合材料,考察了改性SF含量对PP/SF/PP-g-MAH复合材料流动性能、热性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当SF含量由零增加到30%(质量分数,下同)时,PP/SF/PP-g-MAH复合材料的熔体流动速率降低了3.1g/10min,维卡软化温度升高了5.1℃,拉伸强度升高了6.0MPa,弯曲强度升高了20.7MPa,缺口冲击强度降低了3.1kJ/m~2,无缺口冲击强度降低了60kJ/m~2。     

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。     

剑麻纤维接枝改性对其增强PLA复合材料性能影响

通过紫外光在剑麻纤维表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA),利用改性后的剑麻纤维与聚乳酸(PLA)熔融共混制备纤维增强复合材料。结果表明:改性后的剑麻在1 729.9cm-1处出现明显的羰基吸收峰。当MMA质量分数为60%,光照时间为4min时,其改性剑麻纤维制备的复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最优,与未改性剑麻纤维复合材料相比分别提高了37.53%,34.82%,79.45%。改性后的剑麻纤维在PLA基体中分散较好,嵌入到PLA基体中,相界面模糊。     

聚烯烃弹性体对剑麻纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

为提高剑麻(SF)增强聚丙烯(PP)复合材料的韧性,分别采取乙烯-辛烯共聚物(POE)和马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)二种弹性体对其进行增韧改性;研究了弹性体和纤维用量的变化对SF/PP/弹性体三元复合体系力学性能的影响及其内在原因。结果表明:POE和POE-g-MAH对剑麻增强聚丙烯复合材料均有良好的增韧效果;仅从增韧效果而言,在弹性体用量较低阶段POE优于POE-g-MAH,但当弹性体增至30%以后,POE-g-MAH则好于POE;在拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量方面,POE-g-MAH均比POE效果更好。     

SF/PF复合材料冲击性能的研究

研究了剑麻纤维(SF)的表面处理方式、纤维的含量、纤维的长度及与玻璃纤维混杂增强对SF／酚醛树脂(PF)复合材料冲击强度的影响，借助SEM观察复合材料的冲击断面，进行了微观结构分析。结果表明，SF经过碱处理后复合体系的冲击强度提高了34％，当SF的质量分数为40％、长度为6ram时，SF／PF复合材料冲击强度达到最大值，当SF与玻纤质量比为1：1时，复合材料冲击强度出现了混杂效应。     

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。     

剑麻纤维的改性方法对其形态结构和力学性能的影响

通过碱处理和烷基化处理改性剑麻纤维,研究剑麻纤维改性前后表面形态和力学性能的变化,并分析不同改性方法对加工过程中纤维断裂方式的影响.结果表明:碱处理和烷基化处理刻蚀了剑麻纤维表面;烷基化处理使纤维的断裂方式发生改变,导致纤维原纤化;剑麻纤维经改性处理后,拉伸强度分别提高9%和21%,断裂伸长率分别提高63.4%和122.2%.     

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。     

SF含量对SF/PF动态力学和摩擦性能影响

将不同含量碱处理的剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)粉末、填科等在塑炼机上熔融混炼,通过模压成型工艺制备SF/PF复合材料,研究了SF含量对SF/PF复合材料力学性能、动态力学性能、摩擦磨损性能的影响,并借助SEM观察SF/PF复合材料磨损面的微观形貌.结果表明,SF含量(质量分数,下同)为15%时,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别为5.58 kJ/m2和67.69MPa,玻璃化转变温度(tg)达到204℃.与未加SF复合材料的相比tg提高13℃;SF含量为10%时,SF/PF复合材料的磨损体积为4.6×10-4cm3.SEM观察表明,sF含量10%时,SF与PF间的界面粘结性良好.     

BPR含量对BPR/SF/PF复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响

将硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混,再加入经过碱处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型工艺制备BPR/SF/PF复合材料。利用定速式摩擦试验机和电子万能试验机研究了BPR含量对复合材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌。结果表明:在BPR/PF=50/100时,与普通PF/SF复合材料相比,BPR/SF/PF复合材料在300℃下的磨损率降低了42%,冲击强度提高了14%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了25%和36%;复合材料磨损面形貌显示,加入BPR后,复合材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

表面处理对剑麻纤维布/不饱和树脂材料性能影响

采用碱、高锰酸钾及热对剑麻纤维布进行了表面处理,并由真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了剑麻纤维布增强不饱和聚酯树脂复合材料。通过对复合材料的力学性能及吸水性的测试,研究了不同剑麻纤维布表面处理对其不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响。结果表明:经过碱处理,复合材料的拉伸、弯曲,冲击强度提高最大,可分别提高26.5%,16.5%和22.6%,吸水率降低了47.5%。对剑麻纤维布进行表面处理可使复合材料的界面性能得到改善,力学性能提高,吸水性降低。     

剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的研究

采用剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)混合、辊炼、模压成型,制备SF/PF复合材料,并对其复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量等进行测试。结果表明,剑麻纤维的表面处理方式、纤维的含量、纤维的长度以及与玻璃纤维混杂对复合材料体系力学性能影响较大。     

表面处理对剑麻纤维性能及与淀粉相容性的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及两者复合的处理方法对剑麻纤维进行表面改性,研究了不同处理方法对剑麻纤维的性能以及剑麻纤维/淀粉复合材料界面粘结性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和万能试验机对不同处理的剑麻纤维进行表征,使用拔出实验测试剑麻/淀粉复合材料的界面粘结情况,并采用二参数威布尔模型计算拉伸强度和界面剪切强度。结果表明,所有处理方法都能提高剑麻纤维的热稳定性和界面剪切强度。与未处理纤维相比,碱处理后的剑麻纤维与淀粉的界面剪切强度最高,为2.011 MPa,提高了19%。     

聚丙烯/碱处理剑麻纤维复合材料的结构与性能

用注射成型的方法制备了聚丙烯(PP)／碱处理剑麻纤维(SF)复合材料,研究了材料的热性能、晶态结构、微观结构和力学性能。结果表明,碱处理SF对复合材料的热稳定性影响较小,但提高了PP相的结晶速率和结晶度,诱导了卢晶型PP的生成,提高了复合材料的弹性模量,对PP有显著的增韧效果;但弱的界面键合降低了复合材料的拉伸强度。