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。     

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.     

汽车内饰用PP/黄麻纤维复合材料力学性能

采用转矩流变仪混合造粒,通过注射成型方法制备了聚丙烯(PP)/黄麻纤维复合材料,研究了对纤维表面进行处理的NaOH浓度、纤维含量和相容剂的含量对PP/黄麻纤维复合材料力学性能的影响,采用扫描电镜对纤维表面及复合材料的断面形貌进行分析。结果表明:黄麻纤维经过碱处理后PP/黄麻纤维复合材料的力学性能优于纤维未处理的复合材料的力学性能,随着NaOH浓度的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度增加,在NaOH浓度为16%时,其拉伸强度和冲击强度最佳;其弯曲强度随着NaOH浓度的提高先增加而后下降,在8%浓度时,弯曲强度最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增加后下降,在纤维含量达到20%时,PP/黄麻纤维合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的冲击强度降低。相容剂的加入使得PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显增加。     

腰果酚接枝黄麻纤维不饱和聚酯复合材料的力学性能及界面调控

用甲苯二异氰酸酯与腰果酚(CNSL)合成大分子偶联剂接枝黄麻纤维。以接枝的黄麻纤维为增强体,通用的不饱和聚酯树脂为基体,采用热压方式制备复合材料。比较了纯饱和聚酯树脂、5 %CNSL增韧的不饱和聚酯树脂、25 %碱处理的黄麻纤维不饱和聚酯树脂复合材料和25 %的CNSL接枝黄麻纤维不饱和聚酯树脂复合材料的拉伸强度和冲击强度。结果表明,CNSL接枝于黄麻纤维上;CNSL的加入能提高材料的韧性,黄麻纤维能提高材料的拉伸强度而不能提高材料韧性;25 %CNSL接枝的黄麻纤维不饱和聚酯树脂能提高材料的拉伸强度和韧性,25 %CNSL接枝的黄麻纤维增强含5 %CNSL的不饱和聚酯复合材料,其冲击强度为12.10 kJ/m^2。     

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。     

表面处理对可生物降解黄麻/PLA复合材料结构和性能的影响

采用注塑成型法制备了生物降解黄麻短纤维增强PLA复合材料,通过力学性能测试及SEM,探讨了碱处理、碱和硅烷偶联剂KH550同时处理对复合材料结构和性能的影响。结果表明:两种处理方法均能够增加黄麻纤维的表面粗糙度,但碱和偶联剂KH550同时处理的效果要优于碱处理,且KH550改善了黄麻短纤维与PLA树脂之间的界面黏结性能提,高了黄麻/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度。     

黄麻纤维增强不饱和聚酯树脂初步研究

以油酸为偶联剂,将氢氧化钠-油酸处理后的黄麻纤维布作为填充材料制备了不饱和聚酯复合材料,并对氢氧化钠处理黄麻纤维的适宜浓度、复合材料的拉伸强度、冲击强度、吸水率进行了研究测试。结果表明:氢氧化钠的适宜浓度为20%,黄麻纤维增强不饱和聚酯树脂的冲击强度及拉伸强度最大值分别为12.75 kJ/m2和33.05 MPa,复合材料的最大吸水率为4.07%。经油酸处理的黄麻纤维可有效提高不饱和聚酯复合材料的性能。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料的研究

研究了长玻璃纤维/PP复合材料的力学性能和纤维在基体中的分布状况。结果表明：长玻纤在基体中呈现三维空间交叉分布,这种结构大幅度提高了复合材料的拉伸强度、冲击强度、硬度及软化点温度；玻纤的长度和用量对三维交叉结构的形成有很大影响；偶联剂KH-550处理玻纤表面后,材料的力学性能提高不大。     

偶联剂Si69对EPDM/MF复合粘接剂粘接性能的影响

以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,添加适量的三聚氰胺甲醛树脂(MF)和三聚氰胺,制备了橡胶基复合粘接剂。以偶联剂Si69为增容剂,改善基体与三聚氰胺甲醛树脂的相容性。考查了MF树脂/三聚氰胺用量和偶联剂Si69用量对复合材料力学性能和粘接性能的影响,优化了硫化工艺参数。研究结果表明:随着MF树脂/三聚氰胺用量的增加,复合材料的力学性能和粘接性能变差;随着偶联剂Si69用量的增加,材料的拉伸强度和粘接强度先增大后减小,断裂伸长率增加;偶联剂Si69可以明显改善材料的力学性能和粘接性能;m(MF树脂)∶m(三聚氰胺)为20:40或30:30,偶联剂Si69用量在6～9份时,复合材料的拉伸强度和粘接强度优异。     

桦木纤维/不饱和聚酯复合材料制备与性能研究

采用硅烷偶联剂、乙醇和水等分别对桦木纤维(BF)和回收纸浆纤维进行表面处理,并分别将改性纤维作为不饱和聚酯树脂(UPR)的增强材料,制备相应的BF/UPR复合材料。研究了不同改性方法对复合材料界面性能的影响。结果表明:不同纤维种类、不同纤维表面处理方法和不同纤维用量对复合材料的界面性能、力学性能等影响较大;经硅烷偶联剂处理后的BF,可有效改善BF与UPR之间的界面相容性;当w(偶联剂处理BF)=16%时,相应复合材料的拉伸强度和冲击强度比纯UPR体系分别提高了31.0%和28.5%;在制备回收纤维/UPR复合材料之前应先对回收材料进行筛选,并且应优先选择对UPR基体树脂具有明显增强作用的回收纤维。     

聚丙烯纤维/表面改性黄麻纤维复合膜的制备及性能

以聚丙烯(PP)纤维为基体,经碱、偶联剂表面改性处理后的黄麻纤维为第二组分,采用非织造-模压工艺制备了PP纤维/表面改性黄麻纤维复合膜,探讨了经表面改性处理后的黄麻纤维含量对复合膜的力学性能、吸水性能以及复合膜的断面形貌的影响。结果表明:随着黄麻纤维含量的增加,复合膜的拉伸强度呈先增大后减小趋势,但变化不明显,当黄麻纤维质量分数为10%时,拉伸强度达到最大为60.5MPa,复合膜的拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量也呈先增大后减小趋势,当黄麻纤维质量分数为30%时,复合膜力学性能最优,其拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别为6.4 GPa,80.7MPa,5.0 GPa;复合膜的吸水率(W)随黄麻纤维含量的增加而增大,当黄麻纤维质量分数为40%时,复合膜的W最大为6.6%;当复合膜中黄麻纤维质量分数小于等于30%时,PP纤维与黄麻纤维之间界面粘合良好,黄麻纤维与PP纤维紧密相连,相互交叉形成网状结构。     

乙烯基硅烷接枝聚丙烯对聚丙烯/黄麻纤维复合材料性能的影响

用熔融挤出的方法制备了乙烯基硅烷(VS)接枝聚丙烯(PP-g-VS),用接枝改性后的聚丙烯(PP-g-VS)作为基体,与黄麻纤维经过挤出注射成型制备了聚丙烯/黄麻纤维复合材料(PP-g-VS/F)。利用红外光谱仪对接枝物进行了表征,并对复合材料的力学性能、吸水性和耐热性进行了测试,最后采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的拉伸断面进行了观察。结果表明,VS成功地接枝到了PP上;经改性后的复合材料的力学性能、耐水性和耐热性都得到提高;改性后的PP-g-VS与黄麻纤维之间的界面相容性得到了明显改善。     

碳纳米管和偶联剂协同作用对热塑性复合材料力学性能的影响

将碳纳米管（CNTs）和硅烷偶联剂（AMEO）分散至纤维表面,制备聚芳硫醚（PAS）/玻璃纤维布/CNTs/AMEO复合材料,并探究复合材料的表面形貌和力学性能。结果表明：未经偶联剂处理的体系中,CNTs与纤维的结合性较弱。将CNTs进行羧化和偶联剂处理,能够提高CNTs和纤维之间的结合强度,提升纤维与PAS之间的应力传递,进一步提高复合材料的力学性能。当AMEO加入量为400、800、1 200、1 600μL/gCNTs,复合材料的拉伸强度分别为352、381、403、390 MPa,弯曲强度分别为380、414、443、478 MPa。由此得出,CNTs和AMEO协同作用明显提高复合材料的力学性能。     

不饱和聚酯树脂／大麻纤维复合材料的热氧老化

采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/大麻纤维复合材料,研究了105℃下热氧老化600h前后复合材料力学性能的变化;采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化前后复合材料的结构进行对比分析,并通过SEM技术观察复合材料的断面形貌.结果表明,偶联剂KH570处理对复合材料力学性能的总体改善效果最佳.老化600h后,偶联剂处理复合材料具有的最佳力学性能如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别为19.06MPa、5.78GPa、52.988MPa、1.01GPa和3.881kJ/m2.红外分析显示,偶联剂处理得到的复合材料在老化前后的红外图形变化不明显,有些吸收峰甚至得到了加强.SEM结果表明,老化600h后,偶联剂处理的复合材料中纤维仍能较均匀地分散在树脂基体中,两者间的界面粘结良好.     

改性竹纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

以聚丙烯为基体材料,不同处理工艺改性的竹纤维为增强材料,采用密炼-注塑工艺制备聚丙烯/竹纤维复合材料。通过红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、万能试验机等对复合材料的化学结构、表面形态、热性能、力学性能等进行表征和测试。结果表明:偶联剂与碱处理均可改变竹纤维的表面特性,改善复合材料的界面相容性,其力学性能、热性能均随处理工艺有所改善。当偶联剂KH-550含量为2%时,复合材料有较好的力学性能,其断裂伸长率为14.5%,拉伸强度为30.48 MPa,冲击强度为22.4 kJ/m2。     

界面改性对椰壳增强聚丙烯复合材料性能的影响

分别采用不同浓度碱溶液、偶联剂及其联合方式对椰壳纤维表面进行处理,利用模压成型技术制备椰壳聚丙烯复合材料,讨论界面改性对椰壳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。结果表明,碱加偶联剂联合改性最有利于复合材料力学性能的改善,且在碱处理浓度相同的情况下,复合材料的拉伸强度随偶联剂浓度的增加而增大;偶联剂改性对复合材料力学性能的影响优于碱处理对复合材料力学性能的影响,且偶联剂改性对复合材料弯曲强度影响较大,复合材料的力学性能随偶联剂浓度的增加而增大。     

聚丙烯/轻质CaCO_3复合材料的力学性能研究

采用熔融共混的方法制备了PP/CaCO3复合材料,并研究了轻质CaCO3的表面处理、含量及粒径对材料的拉伸强度和缺口冲击强度两大主要力学性能的影响,着重对实验结果作了科学的理论分析。实验结果表明,钛酸酯类偶联剂能很好地改善CaCO3粒子与PP基体的界面相容性,从而使复合材料的力学性能提高;经表面处理后的超细轻质CaCO3(纳米级)所填充复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度明显优于普通轻质CaCO3(微米级);而且处理后的纳米级CaCO3在填充量为10%时对PP的增强增韧效果最佳。     

黄麻纤维接枝聚醚增强UP复合材料研究

采用经过氢氧化钠和甲苯二异氰酸酯-聚醚二元醇(TDI-PPG)表面处理的黄麻纤维织物作为增强体,以191#通用不饱和聚酯树脂(UP)作为基体,通过模压成型的方法制备了黄麻纤维增强UP复合材料。傅立叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析表明,TDI-PPG接枝于黄麻纤维上;通过热分析确定了复合材料的加工温度为160℃,根据生产经验确定成型压力为2 MPa;用短梁弯曲法测试了黄麻纤维接枝前、后UP复合材料的层间剪切强度,后者大于前者;随着黄麻纤维体积分数的增加,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的力学性能得到提高,当黄麻纤维体积分数为54.44%时,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为112.31 MPa,109.32 MPa和14.85 k J/m2。     

热塑性淀粉/黄麻复合材料的研究

以玉米淀粉为原料,以甘油和尿素为增塑剂制备了热塑性淀粉(TPS),并与黄麻(F)进行共混制备了复合材料(TPS/F).对共混条件以及黄麻用量对材料力学性能和耐水性的影响进行了研究.结果表明:在转矩流变仪中转速越高越有利于淀粉的塑化.以尿素为增塑剂制备的热塑性淀粉(UTPS)的拉伸强度(13 MPa)高于以甘油为增塑剂的热塑性淀粉(GTPS)的拉伸强度(7 MPa),而在加入黄麻后,当黄麻质量分数为20%时,GTPS/F的拉伸强度高达26.8 MPa,高于UTPS/F.黄麻的加入也提高了UTPS的耐水性,但GTPS的耐水性仍较差.     

废木屑增强聚丙烯的力学性能及其影响因素

研究了界面处理方法、木屑尺寸、含量、基体树脂等因素对废弃木屑增强聚丙烯复合材料力学性能的影响。在木屑表面涂覆偶联剂KH－570及聚丙烯乳液、在基体中添加改性聚丙烯、或在木屑表面涂履KH－570和过氧化物引发剂得到的复合材料其力学性能有不同程度的提高。经适当界面处理的木屑与聚丙烯复合后,随着木屑含量的提高,材料的拉伸、弯曲性能明显提高,而冲击性能基本保持不变。采用熔体流动速度高的聚丙烯作为基体,制得的复合材料的拉伸、弯曲性能较好,但冲击韧性稍差。