相容剂对长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体/聚乳酸复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乳酸(PLA)复合材料;以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,聚乳酸为基体树脂,考察苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料性能的影响。结果表明,加入苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能改善长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的相容性;长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和模量等力学性能及储能模量随着苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量的增加呈先增加后降低的趋势,而长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的损耗因子则随苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的增加呈现降低后增加的趋势;通过复合材料的形态分析表明,加入相容剂的复合材料中玻璃纤维与基体树脂界面强度增加,且玻璃纤维表面有一层包覆的树脂基体;通过分析得出,当相容剂添加量为6%时,长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、缺口冲击强度等力学性能最优。     

木粉含量对木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料性能影响

以甘油为相容剂,利用木粉、马来酸酐酯化淀粉和聚乳酸(PLA)进行熔融挤出制备了木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料。利用XRD和SEM对复合材料的结晶度和断面形貌进行分析表征,以研究木粉含量对复合材料界面相容性的影响;并对复合材料的热稳定性、力学性能、流变性能以及吸水率进行表征。实验结果表明,随着木粉含量的增加,复合材料的界面相容性下降,拉伸强度和弯曲强度增大,断裂伸长率下降,吸水率逐渐增大;TGA测试结果表明木粉的加入使材料的热稳定性下降;流变测试表明木粉用量的增加,使复合材料的储能模量、损耗模量和复数粘度逐渐增加。     

增容纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备与性能

采用接枝共聚法制备了马来酸酐和丙烯酸丁酯双单体接枝聚乳酸（PLA）共聚物（mPLA）,然后以mPLA为增容剂,通过溶液浇铸法制备纳米纤维素（NCC）/PLA复合材料。采用SEM、DSC、TG、广角X射线衍射（WXRD）、力学和降解性能测试研究了mPLA对NCC/PLA复合材料的结构和性能的影响。结果表明:mPLA在PLA与NCC之间起到了良好的界面增容作用,促进了NCC在PLA基体中的分散。更精细分散的NCC促进了PLA的结晶成核,复合材料的结晶温度降低,结晶度提高;NCC/mPLA/PLA复合材料的力学性能随着mPLA含量增加呈先上升后下降的趋势,当mPLA含量为8%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量与未添加mPLA的复合材料相比,分别提高了30.2%和41.4%;亲水性的NCC加速了NCC/PLA复合材料的降解,加入mPLA后,复合材料的降解速率有所减慢,但仍然快于纯PLA的降解。      

聚乳酸木塑复合材料的增韧及结晶性能

选用不同弹性体乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)与木粉和聚乳酸在Haake转矩流变仪中熔融共混,考察弹性体对聚乳酸木塑复合材料冲击强度的影响,发现POE-GMA对聚乳酸木塑复合材料的增韧效果最好,研究了POE-GMA的用...     

木粉含量对木粉-淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

以杨木粉、玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,甘油为相容剂,利用熔融挤出法制备了木粉-淀粉/PLA复合材料。研究了木粉含量对复合材料界面相容性、热性能、力学性能、流变性能以及吸水率的影响。结果表明:随着木粉含量的增加,PLA与木粉之间的界面相容性下降,木粉-淀粉/PLA复合材料的热稳定性下降,储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加;随着木粉含量的增加,木粉-淀粉/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势,当木粉含量为18wt%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,最大值分别为40.65 MPa和60.91 MPa;随木粉含量的增加,复合材料的断裂伸长率由9.64%减小到5.97%,而吸水率由5.38%增大到13.43%。     

不同增容剂对POE增韧聚乳酸性能的影响

用双螺杆挤出机制备了聚乳酸(PLA)、聚烯烃弹性体(POE)和4种不同增容剂(马来酸酐接枝POE、马来酸酐、丙烯酸酯双官能化POE、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化的POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE)的共混物,考察了不同增容剂对共混物力学性能和断面形貌的影响,分析了退火前后共混物力学性能的变化。结果表明,在使用自制的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE(POE-g-GMA)作为增容剂,三元体系PLA/POE/POE-g-GMA的质量比为80/15/5时,复合材料力学性能达到最佳,此时缺口冲击强度为12.3 kJ/m2,是纯PLA的3.7倍,拉伸强度为47.5 MPa。     

反应挤出法制备马来酸酐接枝聚乳酸

采用反应挤出方法制备了聚乳酸(PLA)与马来酸酐(MAH)的接枝共聚物,研究了工艺条件和配方对产物接枝率和熔体流动速率的影响。结果表明,聚乳酸的接枝反应主要依赖于大分子侧链自由基进行,过高的螺杆转速或过高的挤出反应温度会引发聚乳酸的降解反应,不利于产物接枝率的提高;在适宜的反应条件下(马来酸酐含量2%,DCP含量0.35%,温度180℃,螺杆转速100 r/min),可以方便制得马来酸酐接枝聚乳酸产物(接枝率≥0.45%);SEM观察显示,马来酸酐接枝聚乳酸有效改善了PLA/淀粉共混材料的相容性。     

聚乳酸/生物基尼龙复合材料的结晶、流变和 力学性能

为改善聚乳酸的韧性,在聚乳酸基体材料中加入生物基尼龙11,以Joncryl 4468为相容剂,采用双螺杆熔融共混制备聚乳酸/尼龙11/4468复合材料,研究相容剂Joncryl 4468含量对复合材料的结晶、流变和力学等性能的影响。研究结果表明:聚乳酸/尼龙11/4468复合材料的拉伸强度和冲击强度显著增强,当聚乳酸的质量分数为78.4%、尼龙11的质量分数为20.0%、相容剂Joncryl 4468的质量分数为1.6%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度相对于纯聚乳酸分别提升了约10.4%和40.0%,表现出良好的综合力学性能;聚乳酸/尼龙11/4468共混体系中聚乳酸的结晶度较纯聚乳酸提高了3.5%;相容剂Joncryl 4468的加入改善了复合材料的加工流动性能。     

聚乳酸/木粉复合材料的力学及吸水性能研究

采用聚乳酸（PLA）及偶联剂马来酸酐（MAPP）对木粉进行改性,研究采用熔融共混方法制备的聚乳酸/木粉复合材料的力学性能、吸水性能、微观特性,以及宏观与微观之间的联系。研究结果表明力学性能方面,随着木粉含量从10g增加到25g,最大拉力增加了4倍,抗拉强度增加了3倍;偶联剂使用后,最大拉力和抗拉强度较未使用前最大增加值都超过了1倍。吸水性能方面,随着木材成分的增加,复合材料的吸水率同时增加,2和24h增重最多分别为2.85%和8.12%;偶联剂的使用降低了复合材料的吸水率,2和24h增重最多分别为0.72%和3.58%。最后使用电子扫描显微镜（SEM）观察发现同样木粉含量,添加偶联剂后界面更加光滑,PLA与木粉之间的粘合更紧密。     

POE-g-MA对纳米CaCO_3/聚乳酸复合材料热及流变性能影响

以纳米碳酸钙(Nano-CaCO_3)和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)为增容剂,利用熔融挤出热拉-骤冷工艺制备了一系列Nano-CaCO_3/PLA复合材料。分别采用SEM、DSC、TG、毛细管流变仪(CR)和万能实验机研究了Nano-CaCO_3/PLA复合材料的界面相容性、热性能、流变性能与力学性能。结果表明:与纯PLA相比,当Nano-CaCO_3含量达到15wt%,Nano-CaCO_3/PLA复合材料团聚现象明显,其结晶度、最大热分解温度与拉伸强度分别下降1.9%、15.5℃与28.2%,弯曲强度和断裂伸长率分别提高37.5%和29.3%,而相应添加4wt%POE-g-MA增容剂的Nano-CaCO_3/PLA复合材料分散形态得到改善,其结晶度和拉伸强度分别下降4.2%和25.2%;最大热分解温度、弯曲强度和断裂伸长率分别提高5.8℃、25.3%和174.4%;同时POE-g-MA增加了Nano-CaCO_3/PLA复合材料的剪切黏度。     

Date palm wood flour/glass fibre reinforced hybrid composites of recycled polypropylene: Mechanical and thermal properties

Recycled polypropylene (RPP) based hybrid composites of date palm wood flour/glass fibre were prepared by different weight ratios of the two reinforcements. Mixing process was carried out in an extruder and samples were prepared by injection molding machine. Recycled PP properties were improved by reinforcing it by wood flour. The tensile strength and Young’s modulus of wood flour reinforced RPP increased further by adding glass fibre. Glass fibre reinforced composites showed higher hardness than other composites. Morphological studies indicated that glass fiber has good adhesion with recycled PP supporting the improvement of the mechanical properties of hybrid composites with glass fiber addition. Addition of as little 5 wt% glass fibre to wood flour reinforced RPP increases the tensile strength by about 18% relative to the wood flour reinforcement alone. An increase in wood particle content in the PP resulted in a decrease in the degree of crystallinity of the polymer. The tensile strength of the composites increased with an increase in the percentage of crystallinity when adding the glass fibre. The improvement in the mechanical properties with the increase in crystallinity percentage (and with the decrease of the lamellar thicknesses) can be attributed to the constrained region between the lamellae because the agglomeration is absent in this case.     

抗氧剂/光稳定剂对3D打印光致变色木塑复合材料性能的影响

功能性光致变色木塑复合材料(PWPC)使用寿命通常较短,因此本研究将抗氧剂1010和光稳定剂770引入到PWPC中,以改善复合材料的力学和耐光疲劳等性能。采用熔融共混法制得杨木粉/聚乳酸(WF/PLA)基光致变色复合材料,通过熔融沉积技术(FDM)打印成型,对制备的WF/PLA复合材料力学、界面相容性、热稳定性和耐光疲劳性能进行分析表征。与WF/PLA复合材料相比,当只添加抗氧剂1010时,WF/PLA复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别提高了42.58%、23.25%、6.52%;只添加光稳定剂770时,WF/PLA复合材料拉伸强度提高,弯曲强度和冲击强度均下降。当抗氧剂1010与光稳定剂770以质量比为1∶1添加到WF/PLA复合材料中时,在这两种助剂的协同作用下,WF/PLA复合材料的拉伸强度提高了1.8%,弯曲和冲击强度分别减小了9.3%和22.1%,相比于其他复配体系样品,力学性能降低幅度最低。此外,与WF/PLA复合材料相比,抗氧剂1010与光稳定剂770质量比为1∶1的WF/PLA复合材料的热降解性能和耐光变疲劳性能得到改善,质量损失为5%时的温度为219.84℃。老化第10天,其表面颜色变化值ΔE由5.3增至6.7,增加了26.7%。      

竹炭和壳聚糖对聚氯乙烯基木塑复合材料界面性能的影响

以杨木粉为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,添加竹炭和壳聚糖,采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料,采用SEM观察复合材料表面微观形貌,采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性,采用FTIR分析其官能团变化,测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明:复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性,提高复合材料的力学性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%,且复合材料的微观界面缺陷较少;竹炭可提高复合材料的热稳定性,复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量,减弱碳氯键的结合强度,从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。      

不同改性剂对PP/木粉复合材料性能的影响

研究了苯甲酸(BA)、硬脂酸(SA)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对聚丙烯/木粉复合材料的改性效果。结果表明,木粉经改性剂处理后,表面极性减弱,与聚丙烯的界面张力降低,相容性提高;所有改性剂均可提高复合材料的拉伸强度、冲击强度以及熔体流动性能,但对弯曲强度影响不大。用TDI/SA复合处理木粉,复合材料的综合性能最好。扫描电镜(SEM)分析表明,木粉经过处理后,木粉与聚丙烯间界面较模糊。     

铝矾土改性竹粉/HDPE复合材料性能

为制备高性能的木塑复合材料,扩展其应用领域,采用A-171硅烷偶联剂对竹粉进行表面改性,并添加一定量的铝矾土,经热压成型制备了竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。分析了铝矾土用量对竹粉/HDPE复合材料力学性能、耐热性和摩擦性能的影响。采用XRD分析了铝矾土的结晶特性,利用SEM和EDS分析了竹粉/HDPE复合材料的断面形貌和表面元素分布情况。结果表明:加入适量铝矾土后,竹粉/HDPE复合材料的力学强度、耐热性及耐磨性能得以改善。铝矾土在竹粉/HDPE复合材料基体中分布均匀,可有效承担载荷,同时提高了竹粉/HDPE复合材料的结晶性能,降低了竹粉/HDPE复合材料在外在应力下引起的变形和破坏;但铝矾土用量过高,分布不均匀,容易形成团聚现象,导致竹粉/HDPE复合材料的力学强度和耐磨性降低,线性热膨胀系数增大。     

含硫偶联剂对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响

以再生高密度聚乙烯（HDPE）、沙柳木粉和废轮胎胶粉为原材料,含硫偶联剂Si69为界面相容剂,采用模压法制备木粉/橡胶-塑料三元复合材料。考察Si69对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响,并采用FTIR和SEM分析Si69改性前后废轮胎胶粉的表面特性及木粉/橡胶-塑料三元复合材料的微观断面形貌。结果表明:Si69与废轮胎胶粉发生了化学反应。当Si69添加量为5wt%时,木粉/橡胶-塑料三元复合材料的界面结合较佳,力学性能及耐热性能较优,其中弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了13.85%、7.24%和6.63%;维卡软化温度和热变形温度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了6.95℃和8.70℃,Si69可在一定程度上提高木粉/橡胶-塑料三元材料的耐热性能。Si69添加量为7wt%时,木粉/橡胶-塑料三元复合材料的缺口冲击强度可达到3.99 k·Jm-2。      

玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

为利用玻璃纤维提高木塑复合材料的综合性能,探讨玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响规律,首先,采用A-171硅烷偶联剂对竹粉表面进行了改性,并加入了一定量的玻璃纤维;然后,采用热压成型工艺制备了玻璃纤维-竹粉/HDPE复合材料;最后,考察了玻璃纤维含量对复合材料力学性能、热学性能及摩擦学性能的影响,并利用SEM观察材料的断面和磨损表面形貌。结果表明:当玻璃纤维含量为3wt%时,能显著提高竹粉/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度,与未添加玻璃纤维的复合材料相比,添加玻璃纤维后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了19.41%和23.54%;在30~60℃温度范围内,复合材料长度-宽度方向上的线膨胀系数随着玻璃纤维含量的增加而明显减小,而同一复合材料的线膨胀系数随温度的升高而逐步增大;在氮气气氛下,随玻璃纤维含量的增加,竹粉/HDPE复合材料的摩擦系数先逐渐增大,而后基本保持不变,磨损率逐渐减小。所得结论显示玻璃纤维含量为3wt%~7wt%的木塑产品适用于建筑横梁(如凉亭或桥梁等),而玻璃纤维含量为7wt%~10wt%的木塑产品适用于高人流量场所(如公园或休闲绿道等)的地面铺装。      

PLA/木质纤维复合材料的制备及性能

目的研究PLA/木质纤维复合材料的制备工艺过程,分析PLA纤维含量对复合材料力学性能的影响,确定最优配比,以获得一种可应用于包装中的新型环保复合材料。方法将不同质量配比的PLA纤维及木质纤维按照造纸的工艺进行抄造,获得湿纸胚后再进行热压处理,获得需要的复合材料。对PLA纤维在复合材料中的分散性以及复合材料的力学性能进行表征与测试。结果分散性试验表明,PLA纤维能够与木质纤维均匀混合;当PLA纤维的质量分数为10%时,复合材料的性能较好。力学测试表明,复合材料的拉伸强度最大可达到42.79 MPa,耐折次数可达到1015次。结论 PLA/木质纤维复合材料可采用造纸的方法进行制备,且力学性能较好,能在包装领域内有较为广泛的应用,同时也为可降解纤维的研究应用提供了一种新思路。     

木粉/聚丙烯木塑复合泡沫材料吸能特性

采用模压法制备木粉/聚丙烯复合泡沫材料,并对不同木粉含量的泡沫材料进行静态压缩、循环压缩、压缩蠕变、动态热机械分析的测试,探讨了不同木粉含量的木粉/聚丙烯复合泡沫材料的能量吸收效果。结果表明: 随着木粉含量的增加,木粉/聚丙烯木塑复合泡沫材料的能量吸收量、能量吸收效率参数、松弛率、循环损耗量、动态力学性能等均呈先升后降的趋势,在木粉质量比为30%时泡沫材料吸能性能达到最佳。