机械活化强化硅烷改性竹粉/PVC复合材料制备

用自制球磨机对竹粉进行机械活化强化偶联改性,以改性竹粉为填充体,PVC为塑料基体,采用热压成型技术制备竹塑复合材料,以复合材料的力学性能为评价指标,探讨机械活化强化硅烷偶联改性对复合材料力学性能的影响,并采用FTIR、XRD对竹粉进行表征,通过SEM观察竹塑材料的断面形貌。结果表明,当硅烷偶联剂占竹粉用量3%、机械活化温度70℃、机械活化时间30 min时,竹粉/PVC复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别为49.07,22.92 MPa。机械活化使竹纤维结晶度降低,反应活性提高,竹粉成功与硅烷偶联剂发生偶联反应,竹塑材料的界面相容性得到显著改善,从而提高了竹粉/PVC复合材料的力学强度。     

机械活化强化硅烷改性竹粉/PVC复合材料制备

用自制球磨机对竹粉进行机械活化强化偶联改性,以改性竹粉为填充体,PVC为塑料基体,采用热压成型技术制备竹塑复合材料,以复合材料的力学性能为评价指标,探讨机械活化强化硅烷偶联改性对复合材料力学性能的影响,并采用FTIR、XRD对竹粉进行表征,通过SEM观察竹塑材料的断面形貌。结果表明,当硅烷偶联剂占竹粉用量3%、机械活化温度70℃、机械活化时间30 min时,竹粉/PVC复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别为49.07,22.92 MPa。机械活化使竹纤维结晶度降低,反应活性提高,竹粉成功与硅烷偶联剂发生偶联反应,竹塑材料的界面相容性得到显著改善,从而提高了竹粉/PVC复合材料的力学强度。     

聚乙烯基竹塑复合材料的制备及性能研究

利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和氢氧化钠(NaOH)对竹纤维表面进行预处理,并制备了一系列的竹塑复合材料。其中,NaOH对竹纤维表面处理效果最佳,相应的竹塑复合材料的力学性能最为优异。当NaOH预处理后的竹纤维质量分数为30%时,相应竹塑复合材料的拉伸强度和冲击强度可高达57 MPa和18.0 kJ/m~2。在聚乙烯(PE)基体中加入竹纤维后会使其吸水率出现一定的提升,不同预处理方法以及竹纤维含量对竹塑复合材料的吸水率影响不大,当NaOH预处理竹纤维的质量分数为30%时,饱和吸水率依然较低,为4.97%。     

改性竹纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

以聚丙烯为基体材料,不同处理工艺改性的竹纤维为增强材料,采用密炼-注塑工艺制备聚丙烯/竹纤维复合材料。通过红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、万能试验机等对复合材料的化学结构、表面形态、热性能、力学性能等进行表征和测试。结果表明:偶联剂与碱处理均可改变竹纤维的表面特性,改善复合材料的界面相容性,其力学性能、热性能均随处理工艺有所改善。当偶联剂KH-550含量为2%时,复合材料有较好的力学性能,其断裂伸长率为14.5%,拉伸强度为30.48 MPa,冲击强度为22.4 kJ/m2。     

竹增强环氧乙烯基树脂的制备及性能研究

和传统的钢护拦相比较,竹片增强复合材料护拦具有重量轻、成本低、耐腐蚀、环境友善和可再生性等优点。但是竹纤维表面的复杂成分,影响了复合材料的界面性能。本文利用竹片作为增强材料,采用真空辅助成型方法制备了竹片增强环氧乙烯基树脂复合材料,研究了表面改性和铺层数对竹复合材料弯曲强度和冲击韧性的影响,并对单向复合材料的冲击断面破坏方式进行了分析。结果表明,在不同铺层结构条件下,用经过碱与硅烷偶联剂改性处理过的竹条制备的复合材料的弯曲强度分别提高了31.95%、46.72%、29.58%,冲击韧性分别提高了25.62%、29.74%、28.61%,而且单向复合材料的弯曲和冲击性能最佳。当单向复合材料中的竹片铺层为15层时,其冲击吸收功为13.55J,拉伸强度为270MPa,弯曲强度为340MPa,在主要性能上能满足公路防撞护栏对其原料Q-235B钢的要求;通过扫描电镜分析发现,竹片增强复合材料防撞护栏材料的防撞机理表现为竹纤维抽拔断裂、基体断裂、纤维/基体界面脱黏以及剪切分层。本文的结果对复合材料公路防撞护栏的制备有一定的指导作用。     

硅烷改性纳米氧化锌改善竹塑复合材料的防霉性能

为改善竹粉/聚丙烯复合材料防霉性能差的缺陷,采用硅烷偶联剂改性纳米氧化锌(ZnO)接枝分散在竹粉上并与聚丙烯共混热压制备复合材料,研究硅烷改性ZnO对竹塑复合材料防霉性能、力学性能、表面微观结构的影响,结果表明,改性氧化锌对霉菌有抑制作用,随着硅烷改性ZnO添加量的增加,材料防霉能力提升,弯曲强度变化不显著,弯曲模量呈逐渐下降趋势。硅烷改性ZnO的最佳用量为3%,霉菌防治效力为87.5%,弯曲强度下降3.4%,弯曲模量下降2.1%,不具有显著差异。添加硅烷改性ZnO能够抑制霉变对复合材料表观形态的不良影响,减少霉变造成复合材料表面裂纹现象的出现。胞内蛋白质渗出量随改性ZnO浓度提高而增加表明改性ZnO改变霉菌细胞膜性质是其防霉机理。     

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%。     

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。     

废旧聚丙烯/废弃印刷线路板非金属粉复合材料的制备及性能

采用挤出注塑法以废旧聚丙烯(WPP)为基体、废弃线路板非金属粉(WPCBN)为填料制备了复合材料。考察了WPCBN对材料阻燃性能及力学性能的影响。通过红外光谱和扫描电子显微镜分析研究了WPCBN改性前后官能团结构及复合材料冲击断面形貌的差异,以探讨硅烷偶联剂(KH550)、马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)对WPP/WPCBN界面相容性改善及复合材料力学性能提高的作用机理。结果表明,WPCBN超过10 phr后复合材料具有自熄性;经1.5 phr KH550改性后,WPCBN与WPP间的界面黏结力增强,复合材料拉伸、弯曲及冲击强度分别提高6.5%、6.25%和17.9%;m(WPP):m(WPCBN):m(MAPP)为100:30:9时,复合材料的拉伸、弯曲强度增幅最大,分别为37.5%和48.8%;WPP/WPCBN与新聚丙烯(NPP)/WPCBN复合材料相比,拉伸、弯曲强度仅降低16.8%、20.4%。     

竹纤维/玻璃纤维混杂增强聚丙烯复合材料

对竹纤维(BF)进行前处理,通过双螺杆挤出机制备竹纤维和玻璃纤维(GF)混杂增强聚丙烯(PP)复合材料。初步探讨经前处理的竹纤维、玻璃纤维的含量对复合材料的力学性能和微观结构的影响。结果表明:复合材料的冲击强度、弯曲强度、拉伸强度、弯曲模量随着玻璃纤维的含量增加而提高,同时PP的结晶速率及结晶度也有所提高。SEM照片表明玻璃纤维的加入改善了竹纤维在PP的分散性。     

改性纳米结晶纤维素/酚醛树脂复合材料的弯曲强度研究

以MPS(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)作为NCC(纳米结晶纤维素)颗粒的表面处理剂、MPS改性NCC作为增强填料和PF(酚醛树脂)作为基体,制备了改性NCC/PF复合材料,并对其结构和弯曲强度进行了表征。研究结果表明:当φ(MPS)=8.0%(相对于MPS-乙醇溶液的体积而言)时,PF基体的左、右侧接触角分别降低了19.2%、19.0%;当w(MPS改性NCC)=0.5%~1.0%(相对于PF基体质量而言)时,改性NCC在PF基体中分散良好,改性NCC/PF复合材料的结晶结构中位于22.1°、32.5°处的特征衍射峰显著增强;与对照样相比,1.5%MPS改性NCC可使PF复合材料的弯曲强度(达到98.6 MPa)提高15.7%。     

竹纤维/聚丙烯/可降解塑料复合材料的制备和性能研究

以聚丙烯/可生物降解塑料为基材、竹纤维为增强材料通过熔融共混挤出和注塑成型工艺制备可降解复合材料,研究了复合材料的力学性能、燃烧性能、热学性能、生物降解性等。结果表明,当竹纤维含量为33.33%时,复合材料弯曲强度比不含竹纤维原材料提高了48.25%;断裂伸长率和冲击强度随竹纤维含量增加有所下降。复合材料样条土埋降解42 d后失重率为16%,接种微生物降解42 d后失重率达40.85%,复合材料表现出良好的机械性能和生物降解性。     

聚丙烯竹塑复合材料的研究

研究了竹粉粒径以及两种不同的偶联剂对聚丙烯基竹塑复合材料力学性能的影响,比较分析了偶联剂种类和用量对复合材料力学性能的改善效果.结果表明,不同颗粒大小的竹粉对竹塑复合材料力学性能影响不大,而偶联剂对其拉伸、弯曲和冲击强度的影响差别较大,其中以冲击强度的增加最大.     

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。     

植物纤维表面改性及PP复合材料力学性能研究

以天然竹纤维粉(BF)为原料,分别通过氢氧化钠和十六烷基三甲氧基硅烷(HTES)改性竹纤维,然后分别将天然和改性竹粉与聚丙烯(PP)复合挤出制备竹纤维增强PP复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)及水接触角(WCA)表征了天然竹粉和改性竹粉的表面化学结构及亲疏水性能;研究了添加5%的竹粉时PP复合材料力学性能。结果表明,硅烷偶联剂成功接枝到竹纤维表面,竹粉WCA由26.4°提高到107.8°;热变形实验结果显示添加未改性竹粉后,纯PP的热变形温度由78.3℃降到74℃,但是添加HTES改性竹粉后,PP复合材料的热变形温度提高到86.9℃,另外,与未改性竹粉相比,HTES改性竹粉能够显著提高PP的拉伸强度、冲击强度及弯曲模量。     

废旧聚丙烯/废弃印刷线路板非金属粉复合材料的制备及性能

采用挤出注塑法以废旧聚丙烯（WPP）为基体、废弃线路板非金属粉（WPCBN）为填料制备了复合材料。考察了WPCBN对材料阻燃性能及力学性能的影响。通过红外光谱和扫描电子显微镜分析研究了WPCBN改性前后官能团结构及复合材料冲击断面形貌的差异,以探讨硅烷偶联剂（KH550）、马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）对WPP/WPCBN界面相容性改善及复合材料力学性能提高的作用机理。结果表明,WPCBN超过10 phr后复合材料具有自熄性;经1.5 phr KH550改性后,WPCBN与WPP间的界面黏结力增强,复合材料拉伸、弯曲及冲击强度分别提高6.5%、6.25%和17.9%;m（WPP）：m（WPCBN）：m（MAPP）为100：30：9时,复合材料的拉伸、弯曲强度增幅最大,分别为37.5%和48.8%;WPP/WPCBN与新聚丙烯（NPP）/WPCBN复合材料相比,拉伸、弯曲强度仅降低16.8%、20.4%。     

PP/PVC基竹塑复合材料的阻燃改性研究

为开发阻燃竹塑复合材料,选用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,以聚丙烯(PP)/聚氯乙烯(PVC)不相容体系为基体,采用挤出-注塑工艺制备了PP/PVC基竹塑复合材料。研究了相容剂对共混复合材料力学性能的影响,并对复合材料体系的阻燃改性进行了研究。结果表明:增容剂PP-g-MAH能够明显改善PP/PVC共混体系的力学性能,当其用量为10份时体系的力学性能较好;添加三氧化二锑或磷酸三苯酯,能显著提高PP/PVC基竹塑复合材料的阻燃性能。     

竹纤维的表面能分析及其增强PP复合材料的力学性能

通过先碱处理再偶联剂处理的方法对竹纤维进行表面改性,采用非织造-模压工艺制备了竹纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。根据Owens-Wendt法分别计算了碱处理和在此基础上偶联剂处理的竹纤维的表面能以及极性分量和非极性分量,研究了碱处理中Na OH溶液浓度及偶联剂处理中硅烷偶联剂溶液浓度对竹纤维表面能的影响,并探索了竹纤维的表面能与复合材料力学性能的关系。结果表明,随着Na OH溶液浓度增大,竹纤维表面能呈增大趋势,拉伸强度呈降低趋势;碱处理的竹纤维增强PP复合材料的力学性能受竹纤维表面能和本身强度的综合影响,当Na OH溶液浓度为5%时,复合材料的综合力学性能最优。在Na OH溶液浓度为5%的碱处理基础上进行偶联剂处理可大幅提高竹纤维的非极性分量,随着硅烷偶联剂溶液浓度的增加,竹纤维的表面能降低;复合材料的力学性能与偶联剂处理后竹纤维表面能的变化没有对应关系,当偶联剂溶液浓度为3%时,复合材料的力学性能最优。     

微晶纤维素增强聚丙烯复合材料的制备与力学性能研究

以聚丙烯(PP)为基体、微晶纤维素(MCC)为增强材料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)为相容剂,利用双螺杆挤出机制备了PP/MCC/PP-g-MA复合材料,同时研究了该复合材料的力学性能。随后分别选用三元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)对PP/MCC/PP-g-MA复合材料进行增韧改性,考察了两种增韧剂的增韧效果。结果表明:加入PP-g-MA后,PP/MCC复合材料的力学性能明显提高。另外,增韧剂的引入使PP/MCC/PP-g-MA复合材料的冲击性能显著改善,其中POE对复合材料的增韧效果优于EPDM。但是增韧剂的引入会造成复合材料的拉伸强度、弹性模量和弯曲强度分别出现不同程度的下降,其中EPDM增韧复合材料的上述性能下降幅度相对较小。     

硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯的力学性能

采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强聚丙烯,研究了硅灰石的含量,玻璃纤维毡的面密度、基体树脂的性质及界面改性等对材料力学性能的影响。结果表明：采用硅灰石与连续玻璃纤维毡组合增强,可提高复合材料的拉伸、弯曲强度及模量,但过高的硅灰石含量,会导致拉伸及弯曲强度下降,材料的力学性能随着所用玻璃纤维毡面密度的增大而显著提高,采用偶联剂对硅灰石进行处理及在基体聚丙烯中添加功能化聚丙烯,可改善界面结合、提高材料性能,随着功能化聚丙烯含量的增加,材料的拉伸、弯曲强度及模量有所提高,但含量过高时,会引起材料冲击强度的下降;组合增强材料的性能与基体树脂本身的力学性能密切相关,同时还受基体树脂熔体流动性的影响。