剑麻纤维/玄武岩纤维混杂增强聚乳酸复合材料的力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大地提高复合材料的性能,拓展复合材料的适用范围。采用剑麻纤维和玄武岩纤维混杂增强聚乳酸制备复合材料,研究了纤维含量和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。结果表明,剑麻纤维作为芯层、玄武岩纤维作为表层时混杂复合材料具有较好力学性能。当纤维质量分数为40%时,其拉伸强度和冲击强度比纯聚乳酸分别提高了2.83倍、41.47倍,达到了267.29 MPa和183.46k J/m~2;纤维含量为30%时,其弯曲强度比纯聚乳酸提高4.07倍,达到354.16 MPa。     

二恶唑啉改性剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

以二恶唑啉(BO)为扩链剂,通过反应加工的方法对剑麻纤维进行界面改性,然后通过热压成型的方法制备了在不同的BO含量下,纤维质量分数分别为10%、20%、30%和40%的短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料。研究了BO含量和剑麻纤维含量对短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料力学性能的影响。研究结果表明,当纤维质量分数为30%、BO质量分数为1.0%时,所制备的复合材料力学性能最佳。其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别为66.76、117.09 MPa和4.61 kJ/m~2,比同样质量分数下,未加BO时剑麻纤维增强聚乳酸复合材料分别提高了34.4%、23.3%和19.1%。     

碱处理对剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料性能的影响

以剑麻纤维(SF)和聚乳酸(PLA)为原料,通过注塑成型工艺制备了剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料。研究了连续碱处理剑麻纤维(CASF)和未改性处理剑麻纤维(USF)在不同含量时对复合材料力学性能、吸水性及可降解性能的影响。结果表明:剑麻纤维的质量分数会显著影响复合材料的力学性能、吸水性和降解性能。相较于未改性处理剑麻纤维(USF),碱处理剑麻纤维(CASF)可以进一步提高复合材料的力学性能,降低复合材料的吸水率,延缓剑麻纤维增强可降解树脂基复合材料的降解速率,且酶降解法相较于土埋法降解能够显著加快复合材料的降解速率。当剑麻纤维含量为20%时,CASF/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量相较于纯PLA和USF/PLA分别提高了32.71%、10.08%;19.63%、12.11%;97.33%、12.40%;其冲击强度相较于纯PLA提高了71.19%。     

反应加工制备植物纤维增强聚乳酸复合材料的表征及性能研究

通过反应加工的方法,在制备剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的过程中引入硫代磷酸三苯基异氰酸酯(TPTI)进行反应,实现纤维和聚乳酸之间的链接,以达到增强复合材料界面性能进而提升复合材料力学性能的目的。利用该方法制备了纤维质量分数为20%,不同含量TPTI的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料,通过红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和力学测试研究TPTI的引入对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究发现,当TPTI含量为0. 6%时复合材料的界面性能最好,此时力学性能也最佳,拉伸强度达到60. 38 MPa,弯曲强度达到89. 23 MPa,缺口冲击强度达到4. 32 k J/m~2,相比PLA/SF分别提高了31%、18. 4%和14. 7%。     

熔融浸渍法制备PE-HD/黄麻纤维复合材料工艺及性能研究

采用特殊设计的天然纤维熔融浸渍模具制备黄麻长纤维颗粒,通过注塑工艺,制备了长黄麻纤维增强高密度聚乙烯（PE-HD）复合材料。研究了纤维含量、浸渍模具温度对PE-HD/黄麻纤维复合材料力学性能、微观断面形貌的影响。结果表明,利用熔融浸渍工艺制备PE-HD/黄麻纤维复合材料,有效地保障了黄麻纤维的长度,可显著提高复合材料的力学性能;当黄麻纤维含量为45 %,浸渍模具温度为210 ℃时,PE-HD/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度最优,相对纯PE-HD分别提高了49.1 %和137 %。     

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。     

聚乳酸/玄武岩纤维复合材料的制备及性能研究

利用混杂原理,先将玄武岩纤维与聚乳酸纤维混合制成针刺毡,再与聚乳酸树脂复合,以提高树脂基体对增强体结构的渗透和结合性能。采用正交试验法,以混杂针刺毡中聚乳酸纤维含量、复合层压压力、复合层压温度为影响因素,讨论了混杂复合层压工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,采用混杂复合工艺有利于复合材料力学性能的改善,且混杂纤维含量在一定范围内时,复合材料的力学性能会随着混杂纤维含量的增加而线性增强,同时复合层压压力的增加也有利于复合材料力学性能的改善;采用混杂复合工艺时,复合层压温度对复合材料力学性能的影响规律不同于传统层压复合时复合层压温度对复合材料力学性能的影响,复合层压温度过高不利于复合材料力学性能的提高。     

剑麻纤维接枝改性对其增强PLA复合材料性能影响

通过紫外光在剑麻纤维表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA),利用改性后的剑麻纤维与聚乳酸(PLA)熔融共混制备纤维增强复合材料。结果表明:改性后的剑麻在1 729.9cm-1处出现明显的羰基吸收峰。当MMA质量分数为60%,光照时间为4min时,其改性剑麻纤维制备的复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最优,与未改性剑麻纤维复合材料相比分别提高了37.53%,34.82%,79.45%。改性后的剑麻纤维在PLA基体中分散较好,嵌入到PLA基体中,相界面模糊。     

剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料力学性能

采用正交实验的方法,以纤维长径比、纤维含量和纤维的处理方式为因素,以剑麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料的力学性能包括拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度为指标,运用极差和方差分析方法,探讨复合材料力学性能影响因素的敏感性,得到复合材料力学性能最佳的优化方案.     

表面处理对剑麻纤维布/不饱和树脂材料性能影响

采用碱、高锰酸钾及热对剑麻纤维布进行了表面处理,并由真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了剑麻纤维布增强不饱和聚酯树脂复合材料。通过对复合材料的力学性能及吸水性的测试,研究了不同剑麻纤维布表面处理对其不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响。结果表明:经过碱处理,复合材料的拉伸、弯曲,冲击强度提高最大,可分别提高26.5%,16.5%和22.6%,吸水率降低了47.5%。对剑麻纤维布进行表面处理可使复合材料的界面性能得到改善,力学性能提高,吸水性降低。     

剑麻纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能研究

采用蒸馏水、Na OH溶液、干法接枝马来酸酐(MAH)、酰化接枝月桂酸(GML)四种方式处理剑麻纤维(SF),用压制成型法制备纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。利用红外光谱表征处理后的剑麻纤维。通过力学性能测试和扫描电镜分析表明,复合材料随着纤维含量的增多、层数增加,冲击强度与拉伸强度明显提高。加入70%的同向交错四层纤维时,SF/PLA复合材料的拉伸强度提高到104.5 MPa、冲击强度提高到135.86 J/m。纤维表面处理可以明显改善复合材料的界面相容性。     

一种纤维自增强聚乳酸复合材料的成型方法

采用了一种片材包覆层压的方式,制备了聚乳酸(PLA)纤维自增强PLA复合材料,通过力学性能测试、SEM及DSC分析等方法研究了PLA纤维含量、制备方法对自增强PLA材料力学性能、界面结构的影响。结果表明:随着PLA纤维含量的增加,自增强材料的力学性能显著提高;片材包覆层压法与模压成型方法相比较,纤维在加工过程中的受破坏程度较小冲,击性能更高。     

基于非连续碱处理的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备和力学性能

提出了一种新的纤维表面处理方法———不完全化学处理法。以该方法制备的非连续碱处理剑麻纤维(DASF)作为增强纤维,通过开炼压制制备了DASF/聚乳酸(PLA)复合材料。对比了未处理剑麻纤维(SF)、连续碱处理剑麻纤维(CASF)以及DASF制得的PLA复合材料力学性能,并通过扫描电镜(SEM)、体视显微镜对试样进行观察分析。研究了DASF长度与直径的变化,以及非连续碱处理方法、DASF质量分数对复合材料结构和性能的影响。结果表明,DASF/PLA复合材料中,纤维的长度多分布在1.6～3.1 mm范围内,直径小于SF而大于CASF。相比于连续碱处理,非连续碱处理可以进一步提高复合材料力学性能。纤维质量分数会影响DASF/PLA复合材料的力学性能,当纤维质量分数为30%时,DASF/PLA复合材料的力学性能最优。     

剑麻/钢纤维增强改性酚醛树脂力学和摩擦性能

采用改性酚醛树脂为基体,剑麻/钢纤维混杂为增强纤维,通过辊炼、模压成型工艺制备了剑麻/钢纤维增强酚醛树脂复合材料.研究了剑麻纤维的加入及含量对聚砜改性酚醛树脂复合材料力学性能、摩擦磨损性能及热稳定性能的影响.结果表明:剑麻纤维质量分数为15%、钢纤维为10%时,复合材料的冲击和弯曲强度分别为3.82 kJ/m2和59.6 Mpa,达到最大;随着剑麻纤维含量的增加,复合材料的摩擦系数降低,热稳定性能下降,当剑麻纤维质量分数为10%时,复合材料的摩擦性能优异;复合材料的磨损面呈现黏着磨损和疲劳磨损特征.     

PLA/Lyocell纤维复合材料结构与性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,新型纤维素纤维Lyocell纤维为增强材料,通过熔融共混及注塑成型制备了PLA/Lyocell纤维可生物降解复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和维卡软化温度测试等手段,探讨了Lyocell纤维含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明:随着Lyocell纤维含量的增加,PLA/Lyocell纤维复合材料的结晶度、弯曲模量和维卡软化温度均随之提高,而拉伸强度和冲击强度则呈现先上升后下降的趋势。其中当Lyocell纤维含量达到6%时,其在复合材料中的分布较为均匀,所对应复合材料的力学性能相对较好,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲模量比纯PLA分别提高了15.3%、12.3%和13.0%。     

剑麻纤维增强聚乳酸复合材料酶降解研究

通过热压成型的方式制备了剑麻纤维增强聚乳酸（PLA/SF）复合材料,并通过K蛋白酶降解方式研究了该复合材料的生物降解性能,利用差热扫描量热仪测试分析了复合材料在酶降解过程中的非等温结晶性能。研究发现,剑麻纤维的加入加快了聚乳酸及其复合材料的降解速率,且随着剑麻纤维含量的增加,其降解速率提高;剑麻纤维的加入对聚乳酸的结晶性能有一定的影响,进而也影响了复合材料的酶水解速度。     

棉籽蛋白/剑麻纤维复合材料加工、界面与性能

为了提高植物蛋白基绿色高分子材料的力学性能和热稳定性能,以棉籽蛋白（CP）为原料,在尿素变性、甘油增塑、双醛淀粉（DAS）交联的基础上,将其与取向排列的天然剑麻长纤维（SF）复合,经热压硫化加工制备得到具有优异性能的棉籽蛋白/剑麻纤维全绿色复合材料。微观结构形貌和性能分析测试表明,复合材料获得改善性能主要归功于：CP基体与SF增强相间形成的紧密界面结合、对剑麻长纤维的预浸渍处理、CP与SF生物大分子间的强氢键作用。考察了不同DAS含量对复合材料力学性能和热稳定性能的影响。拉伸、热重和差示量热分析表明,经20%（质量） DAS交联的复合材料具有最优的拉伸强度（断裂应力7.5 MPa）、模量（杨氏模量93 MPa）、热稳定性（最大分解温度328℃）和玻璃化转变温度（102℃）。     

热处理剑麻/PLA复合材料的制备与力学性能研究

采用真空干燥箱对剑麻纤维进行预处理,并与聚乳酸(PLA)复合制备了剑麻纤维含量为50%的全降解环保型复合材料。研究了真空条件下剑麻纤维热处理温度、热处理时间对剑麻纤维成分、结构和复合材料性能的影响,并通过红外光谱和扫描电镜分析其作用机理。结果表明:在真空条件下,热处理使剑麻结构发生变化,半纤维素降解,改善了界面结合能力,且适宜的热处理温度、热处理时间有利于复合材料力学性能的提高。     

不同表面处理对剑麻纤维/树脂基复合材料性能影响

通过红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)等多种表征手段,研究了纤维含量、纤维不同表面处理方法对剑麻纤维/树脂基片状模塑料(SMC)复合材料性能的影响。研究表明:当剑麻纤维质量分数为10.0%时,硅烷偶联剂KH-570处理的SMC复合材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了24.65%,25.42%,33.26%,力学性能最佳。SMC复合材料SEM显示,经过表面处理的剑麻纤维与树脂基体之间的界面黏结更紧密,黏结性增强。此外,用KH-570处理的SMC复合材料热稳定性最佳。     

PBS/剑麻复合材料制备与性能研究

利用蒸汽爆破预处理剑麻纤维(SESF)作为增强体,通过模压成型制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/SESF复合材料,研究了SESF质量分数对复合材料力学性能的影响。对比了在剑麻纤维质量分数为30%的条件下,和未经预处理的2种剑麻纤维制得的复合材料的力学性能,并通过扫描电镜(SEM)对试样进行观察分析。结果表明,随着SESF质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,在SESF质量分数为30%时达到最大值,比纯PBS的提高了15.5%;弯曲强度和弯曲模量均随剑麻纤维质量分数的增大而提高,其中弯曲强度在SESF质量分数为30%时的比纯PBS的提高了132.5%;断裂伸长率和冲击强度随着SESF质量分数的增加而降低。