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。     

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。     

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。     

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。     

不饱和聚酯/剑麻纤维复合材料性能的研究

采用乙酰化、氰乙基化、KMnO4、甲苯二异氰酸酯(TDI)以及硅烷偶联剂等不同化学方法对剑麻纤维(SF)进行表面处理，然后将SF细化，与不饱和聚酯共混，通过模压成型制成不饱和聚酯／剑麻纤维复合材料，对复合材料的冲击强度、弯曲强度、热失重温度(Td)、电性能、吸水性能与SF处理方法的关系进行了研究，同时，考察了SF用量对复合材料各性能的影响。结果表明：SF处理方法对复合材料的电性能、热性能和吸水性影响不大；SF用量对复合材料的力学性能、吸水性影响较大，对电性能影响较小；当SF用量为10％，采用硅烷偶联剂和TDI处理SF时，复合材料强度较高、耐磨性好、综合性能较好。     

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。     

蒸汽爆破处理对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的影响

采用经蒸汽爆破处理的剑麻纤维（SF），通过模压成型制备SF／PF共混复合材料，研究了SF用量、SF与玻璃纤维（GF）的配比对SF／PF复合材料力学性能的影响。结果表明：当SF用量为10％-15％、SF／GF质量配比为1／1时，SF／PF复合材料的各项力学性能都有所提高，耐磨损性能提高尤为显著；POM和SEM的观察结果表明，蒸汽爆破处理后的剑麻纤维，与基体材料的结合作用得到了明显改善。     

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。     

剑麻柄处理方法对剑麻纤维／脲醛树脂复合材料的性能影响

采用碱处理、偶联剂处理、醋酸处理等方法，对剑麻柄进行处理，再与自行合成的脲醛树脂(UF)进行捏合、模压，制成剑麻纤维／脲醛树脂共混复合材料。研究了碱处理最佳工艺以及不同处理方法对复合材料的力学性能、耐磨性、耐水性、电性能和热性能的影响，并与木粉／UF复合材料的性能进行了对比。结果表明：剑麻柄的处理方法对复合材料的电性能、热性能和吸水性影响不大；采用乙酰化处理剑麻柄时，复合材料强度较高。耐磨性好，此时剑麻纤维／UF复合材料的各项性能接近木粉／UF复合材料的性能     

无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化性能和阻燃性能

采用环氧树脂(EP)作固化剂,2,4,6-三(二甲胺基甲基)-苯酚(DMP30)作固化促进剂改善酚醛树脂(PF)的固化性能,以氢氧化铝和有机磷阻燃剂协同改性其阻燃性能,将其涂覆于玻璃纤维(GF)布上,压制成无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料.用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪和差示扫描量热(DSC)仪对无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化反应机理、固化反应动力学进行了分析研究,并测试了该复合材料的阻燃性能.结果表明,无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化反应表观活化能Ea=75.7 kJ/mol、反应级数n=0.91,起始固化温度、固化峰顶温度、固化终止温度分别为108.6、133.2、152.9℃;当氢氧化铝质量分数为14%、DMP30质量分数为1%、有机磷阻燃剂质量分数为4.8%时,无卤阻燃PF/EP/GF布复合材料的固化性能、阻燃性能均达到较佳状态.     

SiO_2杂化环保型酚醛树脂的研究与制备

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,成功制备了玻璃纤维增强型改性PF(酚醛树脂)基复合材料的基体树脂——环保型纳米SiO2/PF。研究结果表明:当w(TEOS)=10%时,PF/SiO2复合材料的综合性能相对最好,其拉伸强度(758 MPa)、弯曲强度(945 MPa)和冲击强度(261 kJ/m2)分别比未改性体系提高了144%、53%和30%;改性PF体系的最大失重速率温度比纯PF体系提高了40～50℃,其热分解第二阶段的活化能由134.41 kJ/mol升至240.72 kJ/mol;玻璃纤维增强型PF/SiO2复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别比纯PF体系降低了22.5%和8.4%。     

剑麻纤维／酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻     

Studies on mechanical properties of sisal fiber/phenol formaldehyde resin in‐situ composites

Phenol formaldehyde resin (PF) reinforced with short sisal fibers (SF) were obtained by two methods, direct‐mixing and polymerization filling. Impact and bending properties of resulting composites were compared. Under the same compression molding conditions, polymerization filled composites showed better mechanical properties than those of direct‐mixed composites. The influences of fiber modifications on the mechanical properties of SF/PF in‐situ (polymerization filled) composites have been investigated. Treated‐SF‐reinforced composites have better mechanical properties than those of untreated‐SF‐reinforced composites. The effects of SF on water absorption tendencies of SF/PF composites have also been studied. In addition, sisal/glass (SF/GF) hybrid PF composites of alkali‐treated SF were prepared. Scanning electron microscopic studies were carried out to study the fiber‐matrix adhesion. POLYM. COMPOS., 2009. © 2008 Society of Plastics Engineers     

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。     

PDMS–OH嵌段PF对PF泡沫压缩及热学性能的影响

引入不同质量分数的端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS–OH)对酚醛(PF)泡沫进行共混改性。从两相聚合物相容的角度,分析PDMS–OH对PF泡沫压缩及热学性能的影响。通过宏观沉淀实验,分析发泡用PF/PDMS–OH共混体系的相容性及稳定性。采用动态热力学分析仪表征改性的PF树脂样条的玻璃化转变温度,分析PDMS–OH与PF的相容效果。通过压缩性能测试分析PDMS–OH对PF泡沫压缩性能的影响及机理。通过热失重分析仪分析PF泡沫复合材料的热稳定性。结果显示,加入15%的PDMS–OH在一定程度上增加了体系的交联密度,相容效果最佳,压缩强度和压缩弹性模量分别提高了280%和285%,表现出最优的热稳定性。     

Thermal and frictional properties of modified sisal fibre/phenolic resin composites

Abstract

In order to enhance the bonding force of sisal fibres (SF) and polymer matrix, different surface modifiers (alkali, coupling agent and borax) were used to treat the fibres. The SF/phenol formaldehyde (PF) resin composites were prepared through compression moulding. Thermal properties of the treated SFs and fibre composites were studied by thermogravimetric analysis and thermal expansion analysis. The effect of SF modification on the friction and wear properties of composites was investigated using wear tester under dry condition. The treated fibre surface and the worn surfaces of SF/PF composites were observed by SEM. The results showed that the surface of SF became rough after borax treatment, and the initial decomposition temperature increased by 13·6°C, compared to untreated SF. Thermal stability and wear properties of the PF composites with treated fibre were obviously increased due to the fibre modification. For example, wear volume of the composites with sisal treated by borax decreased by 73·3%. Scanning electron microscopy photos showed that the wear mechanism changed from fatigue wear to slight plough wear.     

Sisal fibre/polypropylene composites modified with carboxyl terminated hyperbranched polymer

Abstract

In this study, polypropylene (PP)/sisal fibre (SF)/carboxyl terminated hyperbranched polymer (CTHP) composites were prepared by using short SF as the reinforcement, PP as the matrix and CTHP as a compatiliser. The impact fracture surface of PP/SF composites and the interfacial compatibility between PP and SF were analysed. Experimental results showed that the impact strength and flexural strength of PP/SF composites modified with the CTHP (2 wt-% of SF) were 21·5 and 9·7% higher than that of unmodified systems respectively. The SEM photomicrographs of the fracture surfaces have also shown that PP was highly bonded to the SF in the CTHP treated composites; wide angle X-ray diffraction (WAXD) measurement indicated that the CTHP did not change the crystal structure of PP and was still a-type crystal. Moreover, the addition of a small amount of the CTHP was helpful to improve water resistance of SF/LGF/PP composites.     

马来酸酐接枝天然橡胶在废报纸粉填充聚氯乙烯材料中的应用

研究了马来酸酐接枝天然橡胶（MNR）作为改性剂，对废报纸粉（PF）填充聚氯乙烯（PVC）复合材料的力学性能和热学性能的影响。研究结果表明，MNR可以较好地改善PF与PVC基体的相容性，显著提高材料的冲击强度。当PF用量（质量份）为5份、MNR为4份时PF／PVC复合材料的综合性能最好，其拉伸强度为48．8MPa，缺口冲击强度达10．1kJ／m^2，后者比改性前提高了87％。热重分析表明：PF／MNR／PVC复合材料的耐热性比纯PVC树脂有所提高。而PF／PVC复合材料的维卡软化温度随着PF填充量的增加而提高，但随着MNR的增加而略有降低。冲击断面扫描电镜分析证实MNR改善了报纸粉与基体树脂的相容性。