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。     

废弃椰壳粉/PVC复合材料结构和性能的研究

研究了偶联剂改性椰壳粉的种类及用量、椰壳粉的质量分数对椰壳粉/PVC复合材料性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了其两相结构和断面形貌.结果表明:硅烷偶联剂KH-550在用量为2%时效果较好,拉伸强度提高了12.6%,冲击强度提高了31%;经过硅烷偶联剂KH-550改性后椰壳粉填充质量分数增大,且降低趋势较小,有效降低复合材料的成本;经过KH-550改性能较大幅度的增大复合材料的耐热变形性能;KH-550改性改善了椰壳粉纤维在PVC基体中分散性和相容性.     

改性钢渣微粉/麦秸秆纤维/PVC复合材料性能

将钢渣微粉(SSM)、麦秸秆纤维(WSF)作为填料,通过挤出成型工艺制得聚氯乙烯(PVC)基复合材料,分别研究了不同配比(0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6)的改性钢渣微粉和麦秸秆纤维对复合材料的力学性能、吸水特性、尺寸热稳定性能的协同作用以及微观形貌的影响。结果表明,钢渣微粉经偶联剂改性后,分散性及与PVC基体的相容性得到改善,制得的复合材料力学性能较好,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别提升9.8%、5.45%、13.10%、2.95%。随改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比的增加,复合材料的力学性能先上升后下降,其综合力学性能在配比为3∶7时,达到最优。材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别为16.67%、20.76%、4.64%、34.41%;吸水率及吸水厚度膨胀率均明显下降,分别为7.19%和4.74%,综合吸水特性在配比为3∶7时,达到最佳;尺寸热稳定性逐渐下降,当改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比从0∶10增加到4∶6时,复合材料的热膨胀系数LTEC值增加了26.31%。     

椰壳粉/PVC复合材料的结构及动态力学性能研究

将改性椰壳粉填充到聚氯乙烯(PVC)中制得椰壳粉/PVC复合材料,用SEM、DMA对复合材料的结构和动态力学性能进行了研究。结果表明:改性后的椰壳粉与基体PVC的界面黏结强度提高;用2.0%硅烷偶联剂KH-550及15%HDPE-g-(GMA-co-St)改性后,复合材料具有较好的动态力学性能。     

改性木纤维/PVC复合材料界面及性能的研究

比较了硅烷偶联剂处理、氢氧化钠溶液浸泡与硅烷偶联剂双重处理,接枝改性等3种木纤维表面处理方法对木纤维/PVC复合材料界面及性能的影响,通过扫描电镜照片发现接枝改性木纤维在PVC基体中分散更均匀,与PVC界面相容性好.接枝改性木纤维/PVC复合材料的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等力学性能有明显提高.最后分析了木纤维接枝改性处理时引发剂用量对复合材料力学性能的影响.     

硅烷偶联剂对废EMC粉/PVC复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对废环氧模塑料粉(废EMC粉)进行表面改性并制备了相应的改性废EMC粉/PVC复合材料,分析了废EMC粉的组成和性质以及KH-550的偶联机理,研究了偶联剂用量对复合材料力学性能和加工性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料断面形貌。结果表明,KH-550质量分数为1.2%时改性效果较佳,拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别比未改性时提高了58.2%、86.0%和43.7%,扫描电镜和流变性能测试结果均表明,硅烷偶联剂KH-550的加入大大改善了废EMC粉和PVC之间的相容性,提高了界面结合强度。     

改性椰壳粉／PVC复合材料结构和性能的研究

研究了偶联剂改性椰壳粉的种类及用量、椰壳粉的质量分数对椰壳粉／PVC复合材料性能的影响,并用扫描电镜（SEM）观察了拉伸断面。结果表明：硅烷偶联剂KH-550质量分数为2％时效果较好,拉伸强度提高了12．6％,冲击强度提高了30．6％;经过硅烷偶联剂KH-550改性,能增大椰壳粉填充质量分数,提高复合材料的维卡软化点温度,改善了椰壳粉纤维在PVC基体中分散性和相容性。     

农业废弃秸秆纤维填充聚氯乙烯复合材料相容性的实验探究

采用NaOH溶液浸泡、乙酸酐处理、添加硅烷偶联剂KH570和微波辐照的方法对玉米秸秆纤维进行表面处理,探讨不同实验条件下界面的相容性对复合材料力学性能、热稳定性和防水性能的影响。结果表明:碱溶液蚀刻和微波辐照均可以有效降低秸秆纤维的表面极性,并提高纤维在PVC内部的分散性,从而达到增强界面相容性的效果。与碱溶液蚀刻相比,微波辐照改性的复合材料的力学性能、热稳定性能和防水性能均显著提升。硅烷偶联剂KH570和乙酰化处理可以分别在秸秆纤维表面接枝羧基和乙酰基,从而增强复合材料的相容性。同时,由于乙酸酐力学性能较差,偶联剂对复合材料的性能提升效果优于乙酰化的效果。因此,偶联剂的接枝更适用于优化植物纤维填充PVC复合材料的相容性和性能。综合实验结果,通过微波辐照和偶联剂接枝处理提升秸秆纤维填充PVC复合材料的相容性具有更高的效率和更良好的效果。     

剑麻/FRP废渣/UP复合材料制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH-550和KH-570分别对纤维增强复合材料(FRP)废渣进行表面处理。制备了剑麻纤维/FRP废渣增强不饱和聚酯树脂复合材料。研究了FRP废渣的表面处理方式、FRP废渣含量和剑麻纤维含量对复合材料力学性能、吸水性和热性能等影响。结果表明,经过偶联剂处理的复合材料的力学性能和热稳定性均增强。当FRP废渣质量分数为30.0%,剑麻纤维质量分数为10.0%时,经KH-570处理复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高22.8%,21.4%和19.2%。FRP废渣经过偶联剂处理后,复合材料的吸水性降低。     

玉米秸秆纤维素增强聚乳酸复合材料的制备及其界面改性?

采用注塑法制备了玉米秸秆纤维素/聚乳酸复合材料,并以三种不同偶联剂(硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂CS-201、六亚甲基二异氰酸酯HMDI)分别对复合材料进行界面改性,探讨了玉米秸秆纤维素的添加及偶联剂改性对复合材料力学性能、结晶性能、热性能、界面形貌和亲水性能等影响。结果表明:玉米秸秆纤维素的加入可有效提高复合材料的拉伸强度和结晶度,提升了复合材料的耐热性和亲水性;与未处理的复合材料相比较,偶联剂改性处理明显改善了纤维素与聚乳酸基体间的界面结合,进一步提高了复合材料的拉伸强度、冲击强度和维卡软化温度,但复合材料的亲水性和结晶度有所降低。综合来看,在三种偶联剂用量均为纤维素含量1%的条件下,HMDI的偶联改性效果最佳,KH550次之,钛酸酯CS-201的偶联改性效果则较为一般。     

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。     

香蕉纤维的表面改性及其增强环氧树脂复合材料的性能研究

采用硅烷偶联剂(A-174)偶联、高锰酸钾接枝和乙酰化包覆等3种方法对香蕉纤维进行表面改性,制备了改性香蕉纤维增强环氧树脂复合材料,测试其拉伸、弯曲、压缩、冲击等力学性能。结果表明,偶联、接枝、包覆等表面改性均能明显改善香蕉纤维与基体树脂的相容性,提高复合材料的力学性能,其中偶联改性的效果最好。当改性香蕉纤维含量为10wt%时,与未改性的香蕉纤维比较,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度分别提高了1.8、1.0、2.6倍;随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能明显提高。     

苎麻纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

用偶联剂对苎麻纤维进行改性处理,研究了偶联剂处理浓度及苎麻用量对聚丙烯/苎麻增强复合材料力学性能的影响。结果表明:随着苎麻纤维用量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度都随之提高,其中经偶联剂处理复合材料的力学性能提高幅度较大;偶联剂处理浓度为1%时,材料的拉伸强度最高。SEM观察发现:未经处理的苎麻纤维表面较光滑,而经偶联剂处理的苎麻纤维表面较粗糙,并黏附了聚丙烯基体,说明偶联剂的添加改善了复合体系的界面相容性,界面结合力提高。     

稻壳二氧化硅/环氧树脂纳米复合材料机械性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%的SiO_2,将SiO_2用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后与环氧树脂(EP)复合,探讨了SiO_2质量分数在0～5%范围内复合材料的力学性能.研究结果显示:经硅烷偶联剂KH550改性后稻壳SiO_2粒子为无定形态,尺寸在30～50 nm且能显著提高环氧树脂的力学性能.当稻壳SiO_2质量分数为3%时,材料的拉伸性能以及弯曲性能的提高率最大,拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和弯曲强度的提高率分别为27.25%、6.54%、61.7%和24.56%.SEM研究结果显示:复合材料中SiO_2与基体树脂之间有较好的相容性.     

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。     

洋麻纤维的表面改性及其在聚丙烯基复合材料中的应用

采用碱处理、偶联剂处理以及碱–偶联剂复合处理对洋麻纤维进行表面改性,然后将其与聚丙烯(PP)纤维复合,采用非织造–模压工艺制备了PP/洋麻纤维复合材料。研究了上述3种表面改性方法对洋麻纤维强度及其复合材料弯曲与剪切性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)研究了洋麻纤维表面改性前后的形貌变化及其与PP基体之间的界面结合状况。结果表明,表面改性后洋麻纤维的拉伸强度均降低,但复合材料的弯曲强度及层间剪切强度均提高,表明这3种改性方法均提高了洋麻纤维与PP之间的界面结合强度;碱处理可去除纤维表面的果胶成分,使纤维束变得松散,使复合材料的弯曲强度及层间剪切强度分别较未表面改性时提高了21%和169%,但弯曲弹性模量降低了21%;偶联剂处理则使复合材料的弯曲强度,弯曲弹性模量和层间剪切强度较未表面改性时提高了23%,7%和160%;碱–偶联剂复合处理兼顾了碱处理和偶联剂处理的优点,使复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量和层间剪切强度分别较未表面改性时提高了26%,18%和572%,综合性能最佳。SEM结果表明,碱–偶联剂复合处理后,复合材料中纤维与树脂之间的界面结合较好。     

PVC/秸秆类纤维复合材料性能

为比较不同秸秆类(芦苇秸秆、稻秸秆、麦秸秆)纤维对其制备复合材料性能的影响,以芦苇秸秆、稻秸秆、麦秸秆为填充材料,以聚氯乙烯(PVC)为基体材料,采用挤出成型工艺制备3种PVC/秸秆类纤维复合材料。对3种秸秆纤维进行了成分分析,对它们制备的复合材料进行了力学性能和吸水性能测试,并对3种复合材料进行了FTIR分析,用SEM观察了复合材料拉伸断面微观结构。结果表明,3种秸秆类纤维中,芦苇秸秆的纤维素、半纤维素和木质素含量最高,其制备的PVC复合材料结合界面和力学性能最佳,PVC/芦苇秸秆纤维复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别为36.79 MPa,67.19 MPa和7.01 k J/m2,比PVC/麦秸秆纤维复合材料分别提高了104.62%,89.7%,99.72%。3种PVC/秸秆类纤维复合材料中PVC/芦苇秸秆纤维复合材料24 h吸水率最低,比PVC/麦秸秆纤维复合材料降低67.36%。     

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。