植物纤维/聚乳酸生物质复合材料的制备及应用现状

聚乳酸是目前已开发的生物降解高分子中最具潜力的一种。尽管它具有众多优异的性能,但是,仍存在一些如脆性大、成型稳定性差等缺点。因此,对聚乳酸进行复合改性是目前重要的研究趋势。文章综述了近年来聚乳酸基生物质复合材料的研究进程。以聚乳酸为基体,以麻纤维、木纤维、竹纤维或其它植物纤维为生物质填料,采用热压、挤出等方法生产不同种类的聚乳酸基生物质复合材料,介绍了植物纤维的改性方法,如碱处理、化学改性、微生物改性等,并对这些生物质复合材料的力学性能、热稳定性能、结晶性能、尺寸稳定性能等进行了简要阐述,同时,对聚乳酸基生物质复合材料的应用领域及开发前景进行了展望。     

PVC/改性剑麻纤维木塑复合材料的紫外加速老化性能研究

采用KH-550偶联剂对剑麻纤维进行改性处理,然后与聚氯乙烯（PVC）树脂、光稳定剂以及其他助剂通过塑炼、模压成型制备PVC基木塑复合材料板材,然后对其进行紫外加速老化试验。光稳定剂为自制的3种二苯甲酮类聚合型光稳定剂P(HABP-co-MTMP-co-OA)、P(HABP-co-MTMP-co-mPEGA)、 P(HABP-co-MTMP-co-OA-co-mPEGA)与目前常用的紫外线吸收剂UV-0、UV-531。测试了老化前后的拉伸强度保持率、表面接触角、热萃取损失率变化情况对PVC/改性剑麻纤维复合材料的紫外光老化性能的影响。结果表明,添加高分子光稳定剂的PVC/改性剑麻纤维复合材料具有优于添加UV-0、UV-531紫外光吸收剂的综合耐紫外光老化性能,尤其是P(HABP-co-MTMP-co-OA-co-mPEGA)光稳定剂对木塑复合材料的紫外光老化效果最好;3种高分子光稳定剂的添加使PVC/改性剑麻纤维复合材料的表面纤维裸露程度以及微小裂纹明显少于未添加光稳定剂的PVC/改性剑麻纤维复合材料。     

碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面改性方法的研究

为了改善碳纤维/聚芳基乙炔复合材料的界面性能,采用表面氧化、表面接枝、偶联剂、表面涂层等方法对碳纤维进行表面处理,探讨了各种方法对非极性聚芳基乙炔树脂基复合材料的界面改性效果。研究表明,纤维表面氧化处理后有利于碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的改善,在此基础上通过表面接枝及表面偶联剂处理在纤维表面引入可与基体树脂发生反应的基团,可以达到非极性树脂基复合材料界面改性的目的。极性的高碳酚醛树脂可以更好地浸润氧化后的纤维表面,并且与聚芳基乙炔树脂在结构上相似,因此作为涂层处理纤维表面后可以明显提高材料的界面性能,该方法适于进行3D织物的改性处理,是较为理想的处理方案。     

石墨烯改性热固性树脂及其纤维复合材料的研究进展

石墨烯具有独特的二维单原子层结构和诸多优异性能,在改善树脂基复合材料的力学性能、热性能以及导电性能等方面具有广阔的应用前景。本文介绍了石墨烯的主要制备方法和表面修饰途径,综述了石墨烯改性热固性树脂及其纤维复合材料的研究进展,总结了已有的改性效果和影响因素,分析了未来的发展方向,认为石墨烯改性树脂基纤维复合材料,是提高传统纤维复合材料性能并赋予其功能化应用的一条有效途径。     

硅烷偶联剂应用现状

偶联剂是一种可以把两种不同性质的物质通过化学或物理作用结合起来的一种改善型助剂，在复合材料中应用较为广泛。偶联剂的亲无机基团与填料表面结合，亲有机基团与高分子树脂缠结或反应，利用其特有的分子桥性能使表面性质相差很大的无机填料与高分子材料相容，从而大大提高复合材料的物理性能、电性能、热性能、光性能等。     

芳纶Ⅲ表面接枝改性的研究

为改进芳纶Ⅲ增强树脂复合材料的层间剪切性能,采用1,6-己二异氰酸酯(HDI)对芳纶Ⅲ进行表面接枝改性处理;通过正交实验方法讨论了不同处理条件对芳纶Ⅲ复合材料层间剪切强度的影响;并对改性前后纤维的表面结构形貌及浸润性能进行表征。结果表明:最佳的接枝改性条件为HDI与催化剂质量比100∶1,反应时间24 h,反应温度20℃;芳纶Ⅲ经表面接枝处理后,纤维表面出现凸棱与凹槽,且接枝了活泼的—NH2基团,纤维与环氧树脂的接触角由处理前的73.6°减小至45.2°,芳纶Ⅲ对树脂的浸润性提高,从而提高其复合材料的层间剪切强度。     

用流动式微量量热法测定石墨纤维的表面基团

石墨纤维具有较高的比强度和比模量,在航空工业和宇航中具有特殊的用途。但由于石墨纤维表面惰性,不易与树脂复合,其复合材料剪切性能低劣,严重影响它的用途。为了改善纤维表面特性,提高它与树脂间界面粘合性能,需对石墨纤维进行各种不同的表面处理,改变其表面的物理与化学性质。目前比较有效的处理方法是,在纤维表面引进一些能与树脂分子反应的化学官能团,所制得的复合材料剪切强度明显地随着纤维表面化学基团浓度的增加而提高。所以如何较有效地测定纤维表面的化学基团,是一个迫切需要解决的问题,对于     

涂料用硅烷偶联剂的应用及发展现状

偶联剂是一种可以把两种不同性质的物质通过化学或物理作用结合起来的一种改善型助剂，在复合材料中应用较为广泛。偶联剂的亲无机基团与填料表面结合，亲有机基团与高分子树脂缠结或反应，利甩其特有的分子桥性能使表面性质相差很大的无机填料与高分子材料相容，从而大大提高复合材料的物理性能、电性能、热性能、光性能等。生产中常用的几类偶联剂按其中心原子的不同，主要分为硅烷类、钛酸醑类、铝酸醑类等。     

纤维增强热塑树脂基复合材料界面问题

界面在高分子复合材料中占有很大比例,界面相互作用力的强弱决定着高分子复合材料的性能和应用,因此高分子复合材料的界面改性研究有着十分重要的意义。本文对树脂基复合材料中的结晶型热塑树脂复合材料界面和非结晶型热塑树脂复合材料界面问题进行了讨论和总结。     

改性氰酸酯纤维缠绕工艺研究

本文采用环氧树脂改性氰酸酯树脂,研究出适用于纤维湿法缠绕的低粘度并具有较高耐热性能的改性树脂体系。通过试验研究确定了树脂体系的纤维湿法缠绕工艺,对改性树脂与碳纤维复合材料的力学性能进行了研究,并进行了标准容器爆破试验。研究结果表明：改性氰酸酯树脂体系的粘度小（420mPa·S,25℃）,并具有较长使用期（30小时以上）,完全适用于湿法缠绕工艺。使用改性氰酸酯体系缠绕的标准容器,其纤维方向复合材料性能相当于环氧树脂体系缠绕的容器,并且具有较高的玻璃化转变温度（Tg=232℃）,与现有的环氧树脂体系相比,玻璃化转变温度提高了30％～40％。     

芳纶表面改性及其性能表征

采用硅烷偶联剂KH-550对芳纶进行表面处理,以此提高芳纶的摩擦性和表面浸润性。通过对改性前后芳纶的表面性能进行测试分析,得出经硅烷偶联剂KH-550处理后芳纶的润湿性增强,纤维表面粗糙度和比表面积增大,表面活性基团数目增多,纤维结晶度降低,热性能几乎不受影响,纤维与树脂的粘结性得到了提高。这些变化说明处理后纤维与树脂的界面结合性能增加,也可进一步提高复合材料的力学性能。     

玄武岩纤维表面改性的研究进展

纤维增强复合材料的力学性能主要受到纤维性能、树脂性能以及纤维与树脂间的复合材料界面性能影响。在实际应用中,纤维表面改性是增强纤维和基体之间结合力,拓展应用领域的关键。本文综述了国内外玄武岩纤维的几种改性工艺,总结了各种表面改性方法的作用机理及其改性效果,并简要介绍了玄武岩纤维的性质及应用。研究发现,玄武岩纤维经过改性后,其性能均有所改善,如表面活性提高、强度增大、界面黏结力增强等,这有利于其作为增强体制备各种性能优异的复合材料,从而应用于土木建筑、汽车船舶、石油化工、航空航天等领域。此外,本文最后还指出了玄武岩纤维改性领域目前存在的主要问题,并对未来该领域研究发展方向做出展望。     

改性氰酸酯基复合材料力学和透波性能研究

利用低介电改性剂对氰酸酯树脂进行改性,制备了石英纤维/改性氰酸酯树脂复合材料,利用SEM表征了树脂及其复合材料的断面,并对改性氰酸酯树脂的耐热性能、力学性能、复合材料的力学性能及透波性能进行了研究。结果表明,改性氰酸酯树脂的玻璃化转变温度达到200℃以上,树脂拉伸破坏表现为韧性断裂,拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别在27MPa、69MPa和148MPa以上;改性氰酸酯树脂和纤维的界面结合良好,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别达到447MPa、461MPa和259MPa以上;在0.5~18GHz范围内,介电常数为3.1~3.3,4mm试样的S21小于-1.6d B。     

CEg基体及其纤维缠绕复合材料耐热性能研究

针对纤维缠绕的特点，对氰酸酯（CE）树脂进行了改性（改性后的氰酸酯树脂称为CEg基体），改性的目的是不仅使CE树脂适合纤维缠绕工艺，而且不降低纯CE树脂及其复合材料的耐热性能。通过实验摸索出适合纤维缠绕工艺的CEg基体配方及其工艺参数、固化参数。用SEM（扫描电镜）研究了T700／CE以及T700／CEg复合材料的剪切断口形貌；用TG／DTA研究了氰酸酯树脂改性前、后的复合材料热分解温度；用DSC研究了CE和CEg基体的玻璃化温度。研究结果表明：CEg基体最显著的特点是不仅使纤维缠绕工艺和固化工艺简单易行，而且不降低纯氰酸酯树脂及其复合材料的耐热性能。改性后的氰酸酯树脂可以充分发挥氰酸酯树脂的耐高温优势，这是本研究的特点，达到了预期的效果。     

CAMD技术在高分子领域应用的研究进展

以计算机辅助分子设计(CAMD)技术为基础,综述了CAMD技术的发展现状以及在高分子领域,特别是在高分子树脂领域应用的研究进展。基于基团贡献法的CAMD技术既可以预测分子的相关性质,还可以进行高分子的设计,但在解决基团自动组合形成实际分子的问题上还有很多不足。CAMD技术在高分子领域应用广泛,可以对高分子树脂的性能进行预测以及用于设计树脂基复合材料,但CAMD技术还有很多缺陷。在分析与总结CAMD技术存在问题的基础上,对其发展趋势进行了探讨。     

复合材料的新家族--微原纤复合材料

1共混物与复合材料 高分子材料具有质量轻、耐腐蚀、易加工等诸多特点,在国计民生中起着越来越重要的作用。但单一种类的高分子构成的材料往往不能满足使用要求,需要对其进行改性。常用的改性方法有两种,即共混与复合。共混是将两种或两种以上的高分子树脂相混合,其目的是得到一种性能均一的共混物,该共混     

植物纤维／热塑性树脂界面胶接作用研究

植物纤维(指植物纤维和纤维素纤维〕是自然界最为丰富的天然高分子,通过共混工艺生产的植物纤维/热塑性树脂(简称PFRTP)复合材料是有效地开发和利用这一资源的新途径。由于该复合材料具有质轻、加工性能好及可生物降解等优点,因而在许多领域有广泛的应用前景。木粉就是植物纤维中的一种,由于植物纤维有较强的极性,使其与非极性树脂(如PP、PE等)间的界面润湿性、界面粘合作用极差,导致未经表面处理的植物纤维/热塑性树脂复合材料的机械强度较低。因此解决好植物纤维与树脂的相容性,改善植物纤维/热塑性树脂界面胶接作用是提高PFRTP复合材料性能的关键技术问题。本文进行了木粉填充改性PP、ABS树脂的实验研究,对如何改善植物纤维/热塑性树脂界面胶接作用及其机理进行了探讨。     

生物质改性热固性树脂的研究进展

综述了生物质在热固性树脂中的最新研究进展,重点介绍了木质素、淀粉、植物油的应用及其性能。指出提高性能和降低成本是研究生物质改性树脂的主要方向,并对生物质树脂的应用前景做了展望。     

EVA共混改性UHMWPE纤维的表面性能

以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为共混改性剂,将其溶解在超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝溶液中,制得共混改性UHMWPE冻胶纤维;对改性UHMWPE冻胶纤维进行萃取,干燥和热拉伸制得改性UHMWPE纤维;研究了改性前后纤维的结构与性能.结果表明:共混改性后UHMWPE纤维表面引入了极性基团,纤维与树脂基体...     

生物质石墨烯改性氨纶纤维的制备及性能研究

采用干法纺丝制备的生物质石墨烯改性氨纶纤维,对其物理性能、远红外性能和抗菌性能进行了研究,生物质石墨烯改性氨纶纤维的各项物理性能均能达到国标要求,远红外发射率为0.88,远红外辐照温升为1.6℃,对金黄色葡萄球菌抑菌率、大肠杆菌抑菌率、白色念珠菌抑菌率均在98%以上。结果表明:生物质石墨烯改性氨纶纤维具有较好远红外功能和抗菌性能,将生物质石墨烯加入到氨纶纤维中,制备的生物质石墨烯改性氨纶纤维,有望替代传统氨纶长丝。