偶联剂与相容剂协同处理对马尾松木粉/PE复合材料性能的影响

为改善马尾松木粉/聚乙烯(PE)复合材料的性能,采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)对马尾松木粉进行表面处理,研究不同偶联剂与相容剂聚乙烯接枝马来酸酐(MAPE)协同处理对压制成型马尾松木粉/PE复合材料物理力学性能的影响。接触角测试与红外分析表明硅烷偶联剂成功接枝到木粉表面,且三种硅烷偶联剂处理均可降低马尾松木粉表面极性。三种硅烷偶联剂和MAPE均可提高复合材料的弯曲强度,同时会降低复合材料的吸水性和冲击强度。其中,利用KH550和MAPE协同处理制备复合材料的综合性能最好,处理后复合材料的静曲强度提高了88.55%、24 h吸水率降低了75.84%。     

聚氯乙烯/植物纤维木塑复合材料的性能研究

以植物纤维、聚氯乙烯(PVC)为原材料制备植物纤维/PVC木塑复合材料,研究了植物纤维种类与含量及偶联剂含量对复合材料洛氏硬度、冲击强度、弯曲强度以及拉伸强度等力学性能的影响。结果表明,20%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料的硬度最大,40%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料硬度最小,复合材料的硬度几乎不随花生壳粉含量的变化而变化,20%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度都最大。植物纤维/PVC木塑复合材料的吸水性能随着稻壳粉和花生壳粉等植物纤维含量的增加而增强,50%含量稻壳粉/PVC木塑复合材料的吸水率最大。添加偶联剂的稻壳粉填充PVC木塑复合材料的力学性能有所提高,吸水性降低,在一定程度上提高材料的耐磨性能,降低损耗。     

聚氯乙烯/植物纤维木塑复合材料的性能研究

以植物纤维、聚氯乙烯(PVC)为原材料制备植物纤维/PVC木塑复合材料,研究了植物纤维种类与含量及偶联剂含量对复合材料洛氏硬度、冲击强度、弯曲强度以及拉伸强度等力学性能的影响。结果表明,20%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料的硬度最大,40%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料硬度最小,复合材料的硬度几乎不随花生壳粉含量的变化而变化,20%含量稻壳粉填充PVC木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度都最大。植物纤维/PVC木塑复合材料的吸水性能随着稻壳粉和花生壳粉等植物纤维含量的增加而增强,50%含量稻壳粉/PVC木塑复合材料的吸水率最大。添加偶联剂的稻壳粉填充PVC木塑复合材料的力学性能有所提高,吸水性降低,在一定程度上提高材料的耐磨性能,降低损耗。     

反应挤出制备PE-HD／甘蔗渣木塑复合材料

采用在高密度聚乙烯(PE-HD)与甘蔗渣粉复合体系中直接添加马来酸酐(MAH),通过反应挤出制备了木塑复合材料。并与添加硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、钛酸酯偶联剂[异丙基三(硬脂酰基)钛酸酯]两种不同改性剂制备的复合材料作比较,对比了3种复合材料性能的优异。结果表明,MAH 在挤出过程中发生了反应性接枝,相对于γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(硬脂酰基)钛酸酯,MAH 更能较好地改善 PE-HD 与甘蔗渣之间的相容性。添加6%的 MAH 使材料拉伸强度提高了120%,冲击强度提高了24%,吸水率降低到0.5%。     

GF及偶联剂改性PVC/稻壳木塑复合材料

采用模压成型的方式、通过实验探索玻璃纤维(GF)含量及偶联剂处理对聚氯乙烯(PVC)/稻壳木塑复合材料的力学特性和耐磨性的影响。实验结果表明:PVC/稻壳木塑复合材料的硬度随GF含量增加呈现先减小后增大的趋势。GF含量在15%以下时,随着GF用量的增大,木塑复合材料的拉伸强度与冲击强度总体上随之变大,超过15%则随GF含量增大而减小。而弯曲强度出现先减后增的趋势,弯曲弹性模量则与之相反。木塑复合材料的耐磨损性在GF含量为15%时最佳,摩擦系数在10%时最大。合适的偶联剂处理能增强木塑复合材料的力学性能和耐磨性。其中γ–氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的增强效果比较好,钛酸酯不能提高PVC/稻壳木塑材料的力学性能和耐磨性。     

PE-HD/BF/PE-g-MAH复合材料的力学性能和热性能

采用10 %（质量分数,下同）的NaOH碱溶液处理竹纤维（BF）,用双螺杆挤出和注射成型的方法制备了高密度聚乙烯（PE-HD)/BF和PE-HD/BF/马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）复合材料,用扫描电子显微镜和热失重分析仪观察和表征了材料的形貌和热稳定性, 测试了力学性能、流动性能和热变形温度。结果表明,碱处理可提高BF的热稳定性;碱处理的BF使PE-HD的刚性、弯曲强度和热变形温度提高,但导致拉伸强度、冲击韧性、熔体流动性和热稳定性下降;添加PE g MAH能改善BF与PE-HD基体之间的界面结合,添加5 % PE-g-MAH可同时提高PE-HD/30 % BF复合材料的拉伸、弯曲和冲击性能以及热稳定性和热变形温度,而且复合材料具有较好的流动性,可满足注射成型的要求。     

回收塑料/稻壳粉木塑复合材料的制备及性能研究

以稻壳粉和非医疗废弃物作为原料,采用挤出–注塑工艺制备回收塑料/稻壳粉木塑复合材料,研究了稻壳粉的粒径、含量以及玻璃纤维对复合材料力学性能的影响,用扫描电子显微镜对复合材料的断面进行了观察。结果表明,回收塑料/稻壳粉木塑复合材料的力学性能随稻壳粉粒径的增加先上升后下降,随稻壳粉含量的增加而提高。当稻壳粉质量分数为50%,粒径为425μm时,回收塑料/稻壳粉木塑复合材料综合力学性能最好。当用偶联剂处理稻壳粉和玻璃纤维后,相对于纯回收塑料,复合材料的拉伸强度提高了82.01%,拉伸弹性模量提高了414.66%,弯曲强度提高了152.62%,弯曲弹性模量提高了436.99%。     

高流动高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

研究了弹性体（POE）、滑石粉(talc)、乙撑双硬脂酰胺（EBS）的含量对高流动、高模量、高抗冲聚丙烯（PP）复合材料的力学性能、熔体流动速率、结晶温度、热稳定性以及微观断面结构的影响。结果表明,需要25份POE才能使高流动性共聚PP发生完全脆韧转变;通过熔融共混制备PP、POE、talc复合材料（PP/POE/talc）,当复合材料的质量份数比为80∶20∶40时,制得的PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率为22.9 g/10 min、弯曲模量为1 887.7 MPa、缺口冲击强度为31.2 kJ/m2;对比纯PP,其弯曲模量提高了102.2 %,缺口冲击强度提高了217.8 %,弯曲强度提高了2.6 %,拉伸强度降低了15.1 %;添加1份EBS能够同时提高PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率与缺口冲击强度。     

机械力引发马来酸酐官能化PE-HD研究

采用机械力引发方法研究了马来酸酐(MAH)熔融接枝高密度聚乙烯(PE-HD)的官能化反应,并考察了接枝产物对PE-HD/PA66及PE-HD/GF材料力学性能的影响。结果表明:通过控制引发剂含量和提高双螺杆挤出机的螺杆转速可抑制PE-HD在接枝过程中的交联副反应,制得具有较高接枝率(Gd=0.75~1.34%),较好熔体流动性(0.3~0.6g/10min)和较低凝胶含量(≤0.9%)的接枝产物;该方法所得产物可使PE-HD/PA66共混材料的缺口冲击强度提高至6.5倍以上,使PE-HD/GF复合材料的拉伸、弯曲和缺口冲击强度显著增大。     

偶联剂对HDPE基竹塑复合材料力学性能的影响

采用硅烷、钛酸酯和马来酸酐接枝聚乙烯制备竹塑复合材料,研究偶联剂的种类和含量对竹塑复合材料性能的影响.结果表明:采用硅烷和马来酸酐接枝聚乙烯两种偶联剂制备的复合材料,具有较高的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度.马来酸酐接枝聚乙烯的加入量达到竹粉质量含量的9％左右时,材料的冲击强度最高.     

PLA/稻壳粉复合材料界面改性方法及性能研究

以聚乳酸(PLA)和稻壳粉为原料,添加不同含量壳聚糖、硅烷偶联剂和氢氧化钠(NaOH)作为改性剂,通过压膜成型法制备了PLA/稻壳粉复合材料,并对复合材料的力学性能和吸水性进行了测试表征,同时对复合材料进行了X射线衍射仪(XRD)分析.结果表明,当壳聚糖含量为4 g时,复合材料的洛氏硬度较高,其冲击强度、弯曲强度、拉伸...     

PE–HD/改性剑麻纤维复合材料的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)为基体材料,剑麻纤维(SF)为增强填充材料,利用不同的偶联剂(硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂)改性SF,用熔融共混法制备一系列PE–HD/SF复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、维卡软化仪及万能试验机等测试了复合材料的微观形貌、结晶性能、热及力学性能。结果表明,偶联剂改性的SF与PE–HD有着较好的界面结合,SF的添加使得PE–HD的结晶度下降,热变形温度提高;与未改性的SF相比,当硅烷偶联剂改性SF添加量为10%时,PE–HD基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显提高。     

纳米TiO_2含量对PVC/稻壳粉木塑复合材料性能的影响

将纳米TiO_2、稻壳粉、聚氯乙烯(PVC)和稳定剂等按一定比例混合,用挤出成型法制备PVC/稻壳粉木塑复合材料。考察纳米TiO_2添加量对PVC/稻壳粉木塑复合材料性能的影响。实验结果表明,随着纳米TiO_2含量的增加,木塑复合材料的力学性能、防水性能和热稳定性呈现先增加后降低的趋势,但木塑复合材料的表面颜色却随着纳米TiO_2含量的增加而逐渐变浅。当纳米TiO_2含量为1.00份时,木塑复合材料的综合性能最好,与未添加纳米TiO_2的木塑复合材料相比,其拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别提高了40.6%,62.2%和19.7%,8 d的吸水率从2.5%降低为1.6%,表面接触角从78.5°增加到82.1°,800℃时的残炭率从21.1%提高到29.5%。     

云母粉改性高密度聚乙烯的汽油阻隔性

以片状云母粉为阻隔改性剂,与高密度聚乙烯(PE–HD)熔融共混,以改善其对汽油的阻隔性,考察云母粉形貌、含量等因素对PE–HD/云母粉复合材料阻隔性、熔体流动性以及力学性能的影响。结果表明,云母粉可显著提高复合材料对汽油的阻隔性,但熔体流动速率(MFR)与断裂伸长率降幅明显,高径厚比的云母粉对复合材料的汽油阻隔性提升更为显著,但径厚比过大不利于阻隔性的进一步提升,并会导致材料MFR和断裂伸长率进一步下降;当云母粉含量开始增加时,复合材料的汽油阻隔性明显提升,拉伸强度与缺口冲击强度上升,而MFR和断裂伸长率下降,当裂纹发展方向垂直于云母片面积方向时,缺口冲击强度提高更为显著;随着云母粉含量继续增加,复合材料的汽油阻隔性趋于稳定,拉伸强度与缺口冲击强度却明显下降。当径厚比为180的云母粉质量分数为30%时,复合材料具有最佳的综合性能,其汽油浸泡后的拉伸强度保持率显著高于纯PE–HD。     

Mechanical behavior of agro‐residue‐reinforced polypropylene composites

In this research, fully environment‐friendly, sustainable and biodegradable composites were fabricated, using wheat straw and rice husk as reinforcements for thermoplastics, as an alternative to wood fibers. Mechanical properties including tensile, flexural, and impact strength properties were examined as a function of the amount of fiber and coupling agent used. In the sample preparation, three levels of fiber loading (30, 40, and 50 wt %) and two levels of coupling agent content (0 and 2 wt %) were used. As the percentage of fiber loading increased, flexural and tensile properties increased significantly. Notched Izod results showed a decrease in strength as the percentage of fiber increases. With addition of 50% fiber, the impact strengths decreased to 16.3, 14.4, and 16.4 J/m respectively, for wheat straw‐, rice husk‐, and poplar‐filled composites. In general, presence of coupling agent had a great effect on the mechanical strength properties. Wheat straw‐ and rice husk‐filled composites showed an increase in the tensile and flexural properties with the incorporation of the coupling agent. From these results, we can conclude that wheat straw and rice husk fibers can be potentially suitable raw materials for manufacturing biocomposite products. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

影响聚丙烯基木塑复合材料力学性能因素

研究了偶联剂、相容剂、木粉用量和木质填料种类对以聚丙烯（PP）为基体树脂制备小塑复合材料力学性能的影响。结果表明，以硅烷偶联剂处理木粉或直接加入相容剂均使复合材料力学性能得到提高；木粉用量的提高使复合材料冲击强度下降，弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度则大幅提高；在分别以粒径为0．14mm木粉和0．22mm木粉、竹粉、花生壳粉、稻壳粉制备复合材料，以粒径为0．14mm木粉与PP制备的复合材料力学性能最好。     

Flour rice husk as filler in block copolymer polypropylene: Effect of different coupling agents

Flour rice husk (FRH) was employed as a filler in block copolymer polypropylene (PPB) in order to prepare polymer‐based reinforced composites. Four coupling agents were selected to modify the surface of the rice husk in the composite materials, including two types of functionalized polymers [PP homopolymer grafted with maleic anhydride (MA‐PP) and an elastomer styrene–ethylene–butadiene–styrene triblock copolymer grafted with MA (MA‐SEBS)] and two bifunctional organometallic coupling agents (silane and titanate with linear low‐density polyethylene as a carrier). The influence of each type of coupling agent on the interfacial bonding strength was studied by dynamic mechanical analysis, scanning electronic microscopy, and rheological tests. The results showed that strong interactions were formed between the coupling agents and the filler surface. The addition of a coupling agent with an elastomeric carrier (MA‐SEBS) increased the loss tangent and reduced the storage modulus of the composite. A similar but less intense effect was observed for the titanate coupling agent. However, an antagonistic performance was obtained when MA‐PP and silane were employed as coupling agents. In addition, when the percentage of MA‐SEBS was increased, the impact properties of FRH/PPB blends were improved and the strength was reduced. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 99: 1823–1831, 2006