不同表面处理对剑麻纤维/树脂基复合材料性能影响

通过红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)等多种表征手段,研究了纤维含量、纤维不同表面处理方法对剑麻纤维/树脂基片状模塑料(SMC)复合材料性能的影响。研究表明:当剑麻纤维质量分数为10.0%时,硅烷偶联剂KH-570处理的SMC复合材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了24.65%,25.42%,33.26%,力学性能最佳。SMC复合材料SEM显示,经过表面处理的剑麻纤维与树脂基体之间的界面黏结更紧密,黏结性增强。此外,用KH-570处理的SMC复合材料热稳定性最佳。     

玄武岩纤维表面处理对尼龙6复合材料力学性能影响

为改善玄武岩纤维增强PA6复合材料的力学性能,对玄武岩纤维分别进行了H2SO4处理、偶联剂KH-550处理及H2SO4加KH-550协同处理,使用双螺杆挤出机制备了玄武岩纤维质量分数分别为10%、20%、30%的复合材料,测试复合材料的拉伸和冲击性能,并对纤维以及复合材料冲击断面进行微观表征。结果表明,随着玄武岩纤维质量分数的增加,复合材料的力学性能有较大提升。此外,经过协同处理、玄武岩纤维质量分数为30%的复合材料相较于纤维含量相同但未经处理的复合材料,拉伸强度提高了24.36%,冲击强度提升了37.41%。     

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。     

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%。     

短切苎麻/剑麻纤维增强聚酯及酚醛复合材料的性能研究

本文采用偶联剂A-151、KH-550对苎麻、剑麻纤维进行了偶联处理，比较分析了纤维表面处理前后苎麻、剑麻纤维增强不饱和聚酯及酚醛树脂复合材料的力学性能。结果表明，纤维偶联处理后，复合材料的力学性能有明显提高，吸水率有所降低。     

锦葵茎皮纤维/聚丙烯复合材料的力学与隔声性研究

采用高锰酸钾、KH-570偶联剂对锦葵茎皮纤维进行了表面处理,并以处理前后的锦葵茎皮纤维作为增强体、聚丙烯纤维为基体制备锦葵茎皮纤维含量为30%的增强复合材料,探讨了表面处理对锦葵茎皮纤维微观结构、物理机械性能的变化,讨论了表面处理前后锦葵茎皮纤维增强聚丙烯复合材料力学与隔声性能的变化。研究结果表明,锦葵茎皮纤维表面处理前后,表面的微观结构发生一定程度的变化,锦葵茎皮纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与隔声性有一定幅度的提升,偶联剂处理后的复合材料的力学性能和隔声性能优于高锰酸钾处理后的复合材料。     

二恶唑啉改性剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以二恶唑啉(BO)为扩链剂,通过反应加工的方法对剑麻纤维进行界面改性,然后通过热压成型的方法制备了在不同的BO含量下,纤维质量分数分别为10%、20%、30%和40%的短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料。研究了BO含量和剑麻纤维含量对短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料力学性能的影响。研究结果表明,当纤维质量分数为30%、BO质量分数为1.0%时,所制备的复合材料力学性能最佳。其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别为66.76、117.09 MPa和4.61 kJ/m~2,比同样质量分数下,未加BO时剑麻纤维增强聚乳酸复合材料分别提高了34.4%、23.3%和19.1%。     

偶联剂KH-570对木薯淀粉/天然橡胶复合材料性能的影响

采用偶联剂KH-570对木薯淀粉/NR复合材料进行改性,研究了偶联剂KH-570对复合材料结构和性能的影响.结果表明:加入KH-570后,木薯淀粉/NR复合材料的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度提高;当KH-570用量为3％时,复合材料的综合力学性能最佳.SEM分析表明,KH-570增强了木薯淀粉与天然橡胶间的界面结合;加...     

取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料力学性能的研究

通过溶液浸渍法制备剑麻纤维预浸渍料,然后通过热压成型的方法制备了纤维含量(质量分数)分别为10%、20%、30%和40%的取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料,同时制备了随机取向的短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料。研究了不同的纤维含量对取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料力学性能的影响。结果表明,当纤维含量为40%时,复合材料的力学性能最好。其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度比纯聚乳酸分别提高了1.90、1.29以及15.69倍,比短纤维剑麻纤维增强聚乳酸分别提高了4.47、2.27以及10.73倍,达到了164.76、202.88 MPa以及36.72 k J/m~2。     

偶联剂对LLDPE/Al2O3复合材料性能的影响

分别采用经过偶联剂处理和未经过偶联剂处理的Al2O3来改性线性低密度聚乙烯(LLDPE)。采用模压成型法制备了改性LLDPE/Al2O3复合材料,测试了复合材料的力学性能和流变性能,并探讨了不同种类的偶联剂及其用量对复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂的加入使复合材料熔体流动速率及零剪切黏度进一步提高。硅烷偶联剂KH-550对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的改善均最佳。当偶联剂的质量分数为1.0%时,复合材料的整体性能表现最佳。     

剑麻纤维/玄武岩纤维混杂增强聚乳酸复合材料的力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大地提高复合材料的性能,拓展复合材料的适用范围。采用剑麻纤维和玄武岩纤维混杂增强聚乳酸制备复合材料,研究了纤维含量和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。结果表明,剑麻纤维作为芯层、玄武岩纤维作为表层时混杂复合材料具有较好力学性能。当纤维质量分数为40%时,其拉伸强度和冲击强度比纯聚乳酸分别提高了2.83倍、41.47倍,达到了267.29 MPa和183.46k J/m~2;纤维含量为30%时,其弯曲强度比纯聚乳酸提高4.07倍,达到354.16 MPa。     

剑麻/钢纤维增强改性酚醛树脂力学和摩擦性能

采用改性酚醛树脂为基体,剑麻/钢纤维混杂为增强纤维,通过辊炼、模压成型工艺制备了剑麻/钢纤维增强酚醛树脂复合材料.研究了剑麻纤维的加入及含量对聚砜改性酚醛树脂复合材料力学性能、摩擦磨损性能及热稳定性能的影响.结果表明:剑麻纤维质量分数为15%、钢纤维为10%时,复合材料的冲击和弯曲强度分别为3.82 kJ/m2和59.6 Mpa,达到最大;随着剑麻纤维含量的增加,复合材料的摩擦系数降低,热稳定性能下降,当剑麻纤维质量分数为10%时,复合材料的摩擦性能优异;复合材料的磨损面呈现黏着磨损和疲劳磨损特征.     

椰壳纤维/PBS可降解复合材料的研究

采用碱溶液和偶联剂对椰壳纤维进行表面处理,用转矩流变仪的密炼装置,制备未进行表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)复合材料和经表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS复合材料。重点研究了椰壳纤维和偶联剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,椰壳纤维含量和偶联剂含量对复合材料的力学性能影响最大。当椰壳纤维含量为45%时,复合材料的力学性能最好,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为38.59 MPa、52.43 MPa、10.45 k J/m2;偶联剂含量对冲击强度影响不大,但氢氧化钠浓度对冲击强度有一定影响。随着椰壳纤维含量的增加,材料的力学性能相应提高;偶联剂含量增加,纤维-树脂的界面黏结性能提高,材料的力学性能随之提高。扫描电子显微镜(SEM)图片显示,碱处理和偶联剂很好地改善了纤维-树脂的界面黏结性能。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

改性OSA的制备及其在PPW中的应用

将KH570与NDZ125偶联剂改性油页岩灰(OSA)得到的2种填料KH570-OSA、NDZ125-OSA与聚丙烯废弃物(PPW)制备了PPW/KH570-OSA与PPW/NDZ125-OSA复合材料。探讨了2种偶联剂改性OSA的润湿性、活化指数以及偶联剂含量对复合材料力学性能的影响,优选出改性效果较好的偶联剂,进一步研究了较优偶联剂改性OSA的含量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了改性OSA含量对复合材料微观形貌的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均随着2种偶联剂含量的增大,呈现先升高后下降的趋势,KH-570对OSA的改性效果优于NDZ125;当KH570-OSA含量为PPW/KH570-OSA复合材料质量的20%且KH570含量为OSA质量的2%时,复合材料力学性能最优,KH570-OSA与PPW共混相容性佳,两相界面更加密实。     

纳米SiC的表面改性对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响

采用高分子偶联剂SCA-3和低分子偶联刑KH-560对纳米SiC进行表面改性,并分别制备了氰酸酯树脂(CE)/纳米SiC复合材料.考察了这两种偶联剂对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响,并用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的微观结构和断面形貌,探讨了偶联剂的表面改性机理.结果表明,SCA-3比KH-560更能有效地改善CE的力学性能;相对纯CE而言,经SCA-3表面改性纳米SiC的质量分数为1%时,CE/纳米SiC复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了91.38%和32.84%.     

玻璃纤维布/苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯树脂的研究

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯(UP)树脂制备复合材料,研究玻纤布与苎麻布的相对比例及偶联剂处理对复合材料力学性能的影响,研究了不同复合材料的吸水性并与玻璃纤维复合材料和苎麻纤维复合材料二者进行了比较。结果表明,混杂纤维增强复合材料的拉伸强度、拉伸模量随混杂纤维中苎麻布含量的增加而下降,弯曲强度及弯曲模量在混杂纤维中苎麻布与玻纤布的比例为10∶20和15∶15时分别达到最大值188.09 MPa和1.56 GPa;所有偶联剂处理均可明显改善复合材料的拉伸模量及弯曲模量,硅烷类偶联剂的效果更佳,NDZ401可使复合材料的拉伸强度得到最大幅度(37.66%)的提高,而KH570及NDZ401对改善弯曲强度效果最佳;复合材料吸水后,厚度变化率大于宽度变化率,温度升高,复合材料吸水后尺寸变化率及吸水率均增大,混杂纤维复合材料的吸水率与玻纤布复合材料的吸水率相近,远低于苎麻布复合材料的吸水率。     

PBS/剑麻复合材料制备与性能研究

利用蒸汽爆破预处理剑麻纤维(SESF)作为增强体,通过模压成型制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/SESF复合材料,研究了SESF质量分数对复合材料力学性能的影响。对比了在剑麻纤维质量分数为30%的条件下,和未经预处理的2种剑麻纤维制得的复合材料的力学性能,并通过扫描电镜(SEM)对试样进行观察分析。结果表明,随着SESF质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,在SESF质量分数为30%时达到最大值,比纯PBS的提高了15.5%;弯曲强度和弯曲模量均随剑麻纤维质量分数的增大而提高,其中弯曲强度在SESF质量分数为30%时的比纯PBS的提高了132.5%;断裂伸长率和冲击强度随着SESF质量分数的增加而降低。     

亚麻纤维/PBS/TPS复合材料的制备及性能研究

以玉米淀粉为原料,通过挤出加工制得热塑性淀粉(TPS)。再将TPS与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混,加入亚麻纤维强化,制得复合材料。分析了TPS试样和复合材料试样的断面微观结构,研究了PBS含量、纤维添加量和硅烷偶联剂(KH-550)对TPS/PBS共混物力学性能的影响。进一步通过正交试验分析优化了复合材料的制备工艺参数。实验研究表明,丙三醇是制备TPS的合适的增塑剂,挤出加工能够较好地改变淀粉分子结构,使其具有热塑性。共混物的力学性能随着PBS含量的增加而增加。亚麻纤维和KH-550都能够明显地增加复合材料的拉伸强度和弯曲强度,但是复合材料的断裂伸长率降低。对于复合材料的拉伸强度来说,最优化工艺为:PBS质量分数60%、纤维质量分数0.5%、偶联剂质量分数0.2%,注塑加工温度(注塑机温控区温度)为155、160、160、150、145℃。     

聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料的性能研究

以黄麻纤维为填料,聚苯乙烯为基体,加人偶联剂、引发剂、抗氧剂等加工助剂,制备了聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料。由于黄麻纤维是亲水的极性材料,而聚苯乙烯是疏水的弱极性材料,两者的相容性差,对黄麻纤维进行表面改性,降低其极性是改善两者相容性的有效途径之一。研究了黄麻纤维的表面处理,探讨了偶联剂,引发剂,以及黄麻纤维含量对复合材料力学性能,耐水性及耐热性的影响。研究发现,在乙烯基硅烷及引发剂的存在下,当黄麻纤维添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度达31.4 MPa,高于聚苯乙烯的拉伸强度,也高于未经任何处理的聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料的拉伸强度。SEM观察发现,偶联剂处理后,黄麻纤维与聚苯乙烯界面模糊,偶联剂很好地提高了黄麻纤维与聚苯乙烯基体的相容性。经过处理的黄麻纤维/聚苯乙烯复合材料的力学性能,耐水性能和耐热性能,相对于未经处理的黄麻纤维均有不同程度的提高。