建筑用碳纤维增强铝基复合材料的工艺优化与性能研究

采用真空热压法制备了建筑用碳纤维增强铝基复合材料,以抗拉强度和致密度为考核指标,通过三因素三水平正交试验法优化了复合材料的热压工艺参数,并对断口形貌进行了观察。结果表明,以抗拉强度为考核指标时,对抗拉强度影响最大的是因素B（热压时间）,其次是因素A（热压温度）,而影响最小的是因素C（热压压力）;以致密度为考核指标时,对致密度影响最大的是因素A（热压温度）,其次是因素C（热压压力）,而影响最小的是因素B（热压时间）。采用综合平衡法优化建筑用碳纤维增强复合材料的热压工艺参数组合为A1B3C3,即热压温度为510℃、热压时间为180min、热压压力为15MPa时,碳纤维增强复合材料可以取得最大的致密度和抗拉强度,此时复合材料的抗拉强度为286.98MPa、致密度为99.92%。     

聚丙烯竹塑复合材料的研究

研究了竹粉粒径以及两种不同的偶联剂对聚丙烯基竹塑复合材料力学性能的影响,比较分析了偶联剂种类和用量对复合材料力学性能的改善效果.结果表明,不同颗粒大小的竹粉对竹塑复合材料力学性能影响不大,而偶联剂对其拉伸、弯曲和冲击强度的影响差别较大,其中以冲击强度的增加最大.     

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。     

竹长条加工剩余物制备重组竹材的应用技术研究

选取竹长条加工剩余物为原料,采用平衡区组正交试验,分析了施胶量、碱处理时间、热压压力以及热压时间对重组竹材各项性能指标的影响规律,得出较佳胶合工艺参数。为了得到更好质量的板材,在此基础上改进了其它因素的影响,如预压压力、时间、含水率以及板材幅面。试验表明:施胶量为8.5%,碱处理时间 15 h,热压时间为 18 min 的前提下,增大热压压力,提高预压压力、时间及板材规格,重组材各项性能均大有改进。在不去除青黄的前提下通过对竹长条加工剩余物进行改性处理,经过优化的产品静曲强度及弹性模量符合国家标准,不仅充分利用了竹材资源且可以降低经济成本,同时也为新型的木工胶黏剂的推广提供相关依据。     

高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备及力学性能

以油茶果壳和不同塑料即聚丙烯、高密度聚乙烯(PE-HD)、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯为原料,采用模压成型的方法制备了高填充油茶果壳基木塑复合材料,利用电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机测试其力学性能。通过单因素试验分析塑料种类对复合材料力学性能的影响,确定较优塑料种类后进一步优化制备参数。以壳粉含量、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)含量、热压温度、热压时间为设计因素,以弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度、冲击强度为力学性能优化目标,设计L₉(3⁴)正交试验,研究了高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备工艺,利用极差分析和方差分析得到了较优配方和工艺参数组合。研究表明：当添加塑料为PE-HD时,复合材料的弯曲强度最大为34.40 MPa,拉伸强度最大为18.20 MPa,力学性能较优;壳粉含量为65%时,添加7%MAPE的复合材料强度较好,弯曲强度最大为33.66 MPa;优化制备参数组合为壳粉含量55%,MAPE含量5%,热压温度160℃,热压时间10 min。     

基于正交试验的PETG/ABS复合制件熔融沉积成型工艺参数的优化

为了缩短熔融沉积成型(FDM)工艺的成型时间并改善产品的力学性能,采用FDM工艺方法对聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己二甲醇酯(PETG)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)两种线材进行3D打印,以成型时间、拉伸强度和拉伸弹性模量为优化指标,设计了基于正交试验法的三因素(打印速度、分层厚度、填充率)四水平的工艺参数优化方案。结果表明:PETG/ABS复合制件最优力学性能的参数组合是A4B1C3,即打印速度为30 mm/s、分层厚度为0.1 mm、填充率为75%。验证试验表明,拉伸强度为44.73 MPa、弹性模量为758.12 MPa、成型时间为113 min,优化参数后明显改善了力学性能,对双材料打印制品的生产具有一定的指导意义。     

LDPE发泡板材阻燃性能的研究

研究了LDPE发泡板材的阻燃性能。运用二次回归正交组合设计的方法建立了氧指数与各因素之间的二次回归方程,分析了阻燃剂之间的交互作用及各因素对指标的影响,并给出修正回归方程以供实用。     

尿素包合法分离棕榈油甲酯化产物中C_(16)和C_(18)脂肪酸甲酯

采用尿素包合法分离棕榈油甲酯化物中不同碳链长度的脂肪酸甲酯,为农产品涂膜保鲜材料的开发提供原料。重点考察了尿素用量、溶剂用量、包合时间和包合温度对分离效果的影响,并以尿素用量、95%乙醇用量、包合温度为三因素,C16脂肪酸甲酯和C18脂肪酸甲酯的纯度为二指标,根据Box-Benhnken中心组合试验设计原理,利用Designexpert7.0.1软件分析优化了分离的工艺条件并建立了回归模型。优化的最佳工艺条件如下:在棕榈油甲酯化物用量为20g,尿素用量为35g,95%乙醇用量为120mL,包合温度为5℃,包合时间为16h的条件下,饱和脂肪酸甲酯相中C16脂肪酸甲酯的含量达78.5%,不饱和脂肪酸甲酯相中C18脂肪酸甲酯的含量达93.1%,分别比原料提高36.4%和40.8%。     

棉秆塑木复合材料的制备及性能研究

以棉秆粉和回收聚乙烯为原料、钛酸酯为偶联剂,采用热压法制备了棉秆塑木复合材料,利用正交试验法探讨了棉秆粉含量、热压温度和保温时间对塑木复合材料性能的影响,并通过物理力学性能测试单独考察了棉秆粉含量对塑木复合材料性能的影响。正交试验法的结果表明:棉秆粉含量对复合材料的弯曲强度、弹性模量和吸水率影响最大,热压温度和保温时间对复合材料的弯曲强度和弹性模量影响较大,对吸水率影响不大;当棉秆粉含量为40%、热压温度为160℃、保温时间为10 min时,塑木复合材料具有最优的综合性能。物理力学性能测试结果表明:复合材料的弯曲强度和弹性模量随棉秆粉含量的增加均呈现先增大后减小的趋势,在棉秆粉含量为40%时均达到最大值;吸水率随棉秆粉含量的增加而增大。