聚乳酸/中药渣复合材料水热老化性能研究

采用熔融共混法,以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为增塑剂,将中药渣(CMR)与聚乳酸(PLA)共混,经注塑成型工艺制备PLA/CMR复合材料。通过吸水率、FTIR、力学性能、热重分析及SEM等分析手段研究了PLA/CMR复合材料水热老化后的性能。结果表明:温度对PLA/CMR复合材料老化行为影响较为显著,复合材料在60℃水热老化8天后,其弯曲强度和拉伸强度分别降低了88.3%和87.8%;在90℃水热老化15 h后,其弯曲强度和拉伸强度分别降低了97.8%和92.8%,在水热老化20 h后,材料的机械强度完全丧失。     

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%。     

PLA/Lyocell纤维复合材料结构与性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,新型纤维素纤维Lyocell纤维为增强材料,通过熔融共混及注塑成型制备了PLA/Lyocell纤维可生物降解复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和维卡软化温度测试等手段,探讨了Lyocell纤维含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明:随着Lyocell纤维含量的增加,PLA/Lyocell纤维复合材料的结晶度、弯曲模量和维卡软化温度均随之提高,而拉伸强度和冲击强度则呈现先上升后下降的趋势。其中当Lyocell纤维含量达到6%时,其在复合材料中的分布较为均匀,所对应复合材料的力学性能相对较好,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲模量比纯PLA分别提高了15.3%、12.3%和13.0%。     

竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

采用硅烷偶联剂对竹纤维进行表面改姓,通过热压成型工艺制备了竹纤维增强环氧树脂(EP)复合材料。研究了竹纤维(BF)的长度、竹纤维含量和CaCO3含量对竹纤维/环氧(BF/EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,竹纤维增强环氧复合材料,拉伸和冲击强度得到明显改善;当竹纤维含量为20%时,BF/EP复合材料的力学性能最佳,拉伸和冲击强度分别达到37.64MPa、8.30MPa。     

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入玄武岩纤维(BF)和相关助剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制得相应复合材料。考查相容剂对PP/BF复合材料性能影响、对PP/BF复合材料和PP/玻璃纤维(GF)复合材料力学性能、微观形貌和耐热氧老化等性能进行对比。通过实验数据分析,加入相容剂后,拉伸强度提高126.8%,弯曲强度提高223.8%,弯曲弹性模量提高119.9%,悬臂梁缺口冲击强度提高223.2%。在同样质量配比下,PP/BF复合材料较PP/GF复合材料拉伸强度提高9.8%,弯曲强度提高11.0%,弯曲弹性模量提高5.8%,悬臂梁缺口冲击强度降低10.7%。从微观电镜分析,加入相容剂可明显改善纤维与PP基材界面浸润程度。另外,BF比GF更易使复合材料老化,常规热氧老化剂1010和168对纤维增强PP类材料耐老化效果并不好,用等量自制热氧老化剂可解决此问题。     

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。     

MDI增容茶粉/聚乳酸生物质复合材料的制备与性能

以茶废弃物(TW)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为偶联剂,经密炼-注塑工艺制备了TW/PLA复合材料,考察了MDI对该复合材料结构与性能的影响。结果表明,MDI的添加改善了TW与PLA的界面相容性,提高了TW/PLA复合材料的力学性能、储能模量、玻璃化转变温度及热稳定性,降低了复合材料吸水率。在MDI添加量为TW用量的2%时,复合材料的力学性能最佳,与未增容TW/PLA复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度分别提高18.9%、17.6%和7.2%,拉伸模量和弯曲模量分别提高12.6%和30.6%。     

贝壳粉对PLA复合材料力学性能和热稳定性的影响

以贝壳粉(SP)和硬脂酸表面改性的贝壳粉(SSP)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融共混法制备了PLA/SP和PLA/SSP复合材料。运用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)研究了SP、SSP对PLA力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验条件下,随着填料用量的增加,PLA/SP和PLA/SSP复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度则先升高后降低,分别在填料用量为10%和30%时达到最大值,较纯PLA分别提高了7.4%和114.81%。SP和SSP均可起到成核剂的作用,提高了PLA的结晶性能(其中SSP对PLA结晶性能的提高作用更为明显),但二者的添加会降低PLA的热稳定性。     

壳聚糖对聚乳酸/竹纤维复合材料的性能影响

以聚乳酸(PLA)为基体材料,竹纤维(BF)为增强材料,乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为增塑剂,壳聚糖(CS)为填充剂,采用注塑工艺制备了PLA/BF/CS复合材料。探讨了PLA/BF/CS复合材料的相容性、热性能、力学性能和吸水性,结果表明:少量CS有利于提高复合材料之间的界面相容性,当CS含量超过10%时,相容性变差;随CS含量的增加,PLA/BF/CS复合材料的热分解温度发生前移,热稳定性变差;少量的CS对PLA/BF/CS复合材料的拉伸强度略有增强而对韧性则有减弱作用;当CS含量超过10%时,拉伸强度显著变差而韧性却得到较好的改善;复合材料的吸水率则随着CS含量的增加呈现上升趋势。     

PLA/PBS生物降解复合材料制备与性能研究

利用可降解性高分子聚乳酸(PLA)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备PLA/PBS生物降解复合材料。通过添加紫外线吸收剂和受阻胺类光稳定剂,以模拟自然光源方法对材料进行加速室外老化测试,分析户外照明条件下复合纤维的使用寿命。研究了材料复合比例及双螺杆混炼工艺参数对PLA/PBS/Additives复合材料性能的影响,并探讨复合材料的耐候性、热性能及力学性能。结果表明,与纯PLA相比较,复合材料的弯曲强度仅降低了6.04%,而拉伸强度冲击强度分别提高了18.51%及32.73%,且经过960 h的紫外线加速老化试验,其拉伸强度保持率为95.72%,比纯PLA高45.56%。延伸率保持率为90.14%,比纯PLA高33.95%。其次,将该复合材料通过激光熔融静电纺丝法取得初生纤维,利用反应曲面法建立回归模型,结合多目标粒子群算法针对模型及工艺参数做优化处理。结果表明,该复合材料的纤维强度相较于同为生物可分解材料的PLA/PBS/Additives复合材料,其纤维强度和断裂伸长率分别提升了52.8%和26.08%。