造纸污泥 / PVC 木塑复合材料的制备工艺

目的研究造纸污泥/PVC木塑复合材料的制备工艺。方法以造纸污泥为原料,PVC为塑料基体,采用热压成形技术制备木塑复合材料,探讨污泥填充量、热压时间、温度、压力和偶联剂用量等因素对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜和红外光谱对复合材料和造纸污泥进行表征。结果造纸污泥填充量为50%,偶联剂占污泥用量的2%,热压时间为10 min,热压温度为180℃,热压压力为6 MPa时,所制备复合材料弯曲强度为35.73 MPa,拉伸强度为12.75 MPa,具有良好的力学性能。扫描电镜显示,经硅烷偶联剂改性后污泥与PVC制备的复合材料,界面相容性明显改善,材料力学性能明显提高。红外光谱分析证明,偶联剂与造纸污泥发生了交联反应,形成了化学键接。结论采用造纸污泥与PVC共混制备木塑复合材料的工艺是可行的。     

模压工艺对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板力学性能的影响

利用热模压工艺制备玻璃纤维增强聚丙烯（GF/PP）复合材料层合板,通过差示扫描量热（DSC）法试验分析,确定相变参数,运用ANSYS有限元分析,将复合材料热力学参数与温度的非线性关系定义到材料特性中,研究模压成型过程中温度场变化情况,为模压成型工艺制度的确立提供理论指导和依据。以压缩强度、层间剪切强度和冲击韧性作为力学性能评价指标,采用响应曲面法探讨和分析制备工艺对GF/PP复合材料层合板力学性能的影响,得到最优模压工艺制备参数,获得最高复合材料层合板力学性能,为GF/PP复合材料自动铺放奠定铺放工艺基础。试验结果表明:模压加热工艺参数对复合材料层合板力学性能的影响度（从大到小）依次为:热压温度、热压时间、热压压力。较优的模压加热工艺参数为:热压温度228℃、热压时间6 min、热压压力1.1 MPa,在此工艺条件下制备的GF/PP复合材料层合板,层间剪切强度为31.12 MPa,压缩强度为100.96 MPa,冲击韧性为2.27 kJ/cm2。      

连续碳纤维复合材料热压成型工艺条件优化研究

以连续碳纤维为增强体,以聚酰胺(PA)为基体,运用平板硫化机热压成型的方法制备连续碳纤维增强热塑性复合材料。对热压温度、热压压力、热压时间和保温时间等成型工艺参数进行考察,通过正交试验设计,研究热压成型工艺参数对复合材料力学性能的影响并分析各参数的影响程度,确定了较优的生产工艺条件,从而具备制得高性能碳纤维复合材料的热压成型工艺条件。     

长竹纤维束定向增强聚丙烯复合材料

目的 以我国资源丰富的竹子和聚丙烯(PP)作为原料，研究竹材的预处理和成形工艺对其物理力学性能的影响，扩大竹材的应用领域。方法 通过碱液预处理，对竹条进行软化分丝。然后，利用热压技术将所提取的竹子与聚丙烯进行复合，并调节热压工艺，得出最优参数。结果 使用质量分数为6%的NaOH，在100 ℃下预处理2.5 h，通过辊压疏解，制备长竹纤维束(LBF)，LBF的抗拉强度为397.2 MPa。经过处理后，LBF/PP复合材料的储能模量达到9.49 GPa，比未处理的LBF/PP复合材料提升了11.5%。确定了最优热压条件:温度为190 ℃、时间为20 min、压力为6 MPa。随着长竹纤维含量的增加，LBF/PP复合材料的耐水性降低。结论 使用长竹纤维束所制备的LBF/PP复合材料具有优异的物理力学性能，有望作为结构材料应用于集装箱、托盘等，在包装应用领域有较好的前景。     

棉秆皮纤维增强聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及降解性能研究

棉秆皮纤维(CSBF)经过梳棉机梳理后,作为增强纤维,可通过增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备复合材料。研究了热压工艺条件对复合材料力学性能的影响以及复合材料的降解性能。结果表明:复合材料热压工艺的最佳条件:压力2MPa、温度140℃、时间20min、纤维含量40%。PBS基质中增强CSBF可以在一定程度上提高复合材料的力学性能和热学性能。复合材料水降解实验表明,复合材料表面有严重的破损,出现絮状的空洞,内部的CSBF发黑,质量减轻。     

包装用薄型稻草刨花板的制备工艺研究

从包装减量化设计理念出发,探索了薄型稻草刨花板的制备工艺,为绿色包装设计提供材料支撑。 首先在 2% 的 MDI 施胶量水平下,探索了热压温度、热压时间、酚醛胶施胶量对板材物理力学性能的影响,但在最佳工艺条件下板材的内结合强度和吸水厚度膨胀率都没有达标。 将 MDI 的使用量提高到 3% ,并在热压温度为150 ℃ 、热压时间为 2. 0 min/ mm、酚醛胶施胶量为 14% 、石蜡用量为 1% 的最佳工艺条件下,制备的薄型稻草刨花板的各种性能都达到了标准的要求。     

凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷的制备及性能

为了资源化利用油菜秸秆等废弃物,以油菜秸秆和凹凸棒石为原料,以酚醛树脂为黏结剂,通过复合、热压、烧结等工艺过程制备了凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷.对不同原料质量配比和烧结温度下制备的复合材料进行性能测试.结果表明,采用该工艺制备凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷是可行的,原料的选择、质量配比、烧结温度等参数对材料制备过程及性能均有较大的影响.油菜秸秆与凹凸棒石质量配比为1:2时复合材料的力学性能较好,烧结温度在600～700℃时,残炭率最高;在600～800℃范围内,抗弯强度的提高达到最佳;在800℃时,导电性能得到改善.     

棉秆皮预处理对棉秆皮纤维/PP复合材料力学性能的影响研究

用碱处理、蒸汽闪爆、蒸汽闪爆结合碱处理这3种预处理方法制备的棉秆皮纤维作为增强体,通过热压成型制备了棉秆皮纤维/聚丙烯复合材料。首先优化了制备该复合材料的棉秆皮纤维长度、热压温度、压力以及时间等工艺参数,并以此优化工艺为基础,研究了3种预处理方法制备的棉秆皮纤维对复合材料拉伸、弯曲、冲击性能以及微观形貌的影响。结果表明:在棉秆皮纤维长度为8cm、热压温度170℃、热压压力3MPa、热压时间4min条件下制备的复合材料性能较优;在3种预处理方法中,采用蒸汽闪爆与碱预处理棉秆皮纤维制备的复合材料性能最优,复合材料拉伸强度为36.290MPa、拉伸模量为4557.40MPa、弯曲强度为63.31MPa、弯曲模量为4780.00MPa、冲击强度为485.0J/m。     

增强竹塑复合材料力学性能的一种新方法

为了增强竹塑复合材料力学性能,在传统的偶联剂、温度、竹塑比等的影响因素下,再加入竹纤维来提高传统竹塑复合材料的力学性能。以聚丙烯(PP)为基体材料,运用热压工艺,研究了加入竹纤维对传统竹塑复合材料的力学性能的影响。以偶联剂用量、热压温度、竹粉比例、竹纤维用量为正交因素,用极差分析的方法确定影响材料力学性能的最优配方,结果表明,竹塑比为5:5,钛酸酯偶联剂用量1%,热压温度在190℃,竹纤维用量15g,复合材料冲击强度最大达25.26kJ·m-2,拉伸强度最大达27.81MPa,均优于传统复合材料。因此加入竹纤维能有效的提高复合材料的力学性能。     

大豆与木片共磨制备无胶纤维板的工艺研究

目的为了解决纤维板中游离甲醛释放的问题,基于大豆与木片共磨技术开展无胶纤维板研究。方法利用一定比例大豆和木片原料共磨并制备无胶纤维板,通过对板坯密度、板坯含水率、预处理时间、热压时间、热压温度等几个变量的研究,分析其对无胶纤维板力学性能的影响。结果在单因素试验范围内,随着密度和板坯含水率的增加,板材物理力学性能均有所提升。方差分析表明,热压温度对板材物理力学性能的影响最大,在最优条件下压制出来的板材静曲强度为10.12MPa、弹性模量为1653.94 MPa、吸水厚度膨胀率为19.7%、内结合强度为0.476 MPa。结论当板材密度为0.8 g/cm3,预处理时间为3 d,热压时间为30 min,热压温度为180℃时,压制出的无胶纤维板综合性能最佳。     

石英纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用DSC、TG、FTIR和流变仪对KH-370聚酰亚胺树脂的化学反应特性和流变性能进行了表征。以QWB200石英纤维为增强体,采用热压成型工艺制备了QWB200/KH-370复合材料。研究了加压温度、压力大小、固化温度等不同工艺参数对QWB200/KH-370复合材料力学性能的影响,在此基础上确定了复合材料的成型工艺制度。考察了QWB200/KH-370复合材料400℃高温下的力学强度及宽频范围内的介电性能。结果表明,制备QWB200/KH-370复合材料的最佳工艺参数为:加压温度290~310℃,压力范围3.0~4.0 MPa,固化温度380℃。所得QWB200/KH-370复合材料具有良好的力学性能,400℃下力学强度保持率高于58%,表现出良好的耐热性能;而且在1~18 GHz的宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

木质素磺酸铵对聚乳酸/木纤维可生物降解复合材料力学与热性能的影响

为探讨生物质资源改善复合材料的界面及综合性能的可行性,以木纤维(WF)为基体,聚乳酸(PLA)为增强体,添加氧化改性木质素磺酸铵(OMAL),采用高速混合-平板热压工艺制备环境友好型OMAL-PLA/WF复合材料。研究了OMAL对OMAL-PLA/WF复合材料力学和热性能的影响。结果表明:在WF与PLA质量比为7∶3的复合体系中,OMAL对提高OMAL-PLA/WF复合材料的静曲强度、弹性模量以及内结合强度具有促进作用。OMAL添加量为15wt%~20wt%时,OMAL-PLA/WF复合材料的力学性能最好;当OMAL添加量为20wt%时,与PLA/WF对照样相比,OMAL-PLA/WF复合材料的热分解起始温度降低45℃,热分解速率特征峰温度提前107℃,残渣量增加5.3%,玻璃化转变温度、冷结晶温度和熔融温度均向低温方向移动,储能模量和损耗角正切值增大,玻璃态阶段的热稳定温度范围提高约20℃。     

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。      

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。     

Kevlar/Surlyn复合材料的制备与防刺性能研究

采用模压法制备Kevlar/Surlyn复合材料,通过研究模压温度、压力、时间等工艺参数对复合材料性能的影响,确定了最佳制备工艺,模压温度170℃,模压压力3MPa,模压时间30min。研究了树脂含量对复合材料防刺性能的影响规律,结果表明Surlyn树脂含量对复合材料的防刺性能影响显著。树脂含量为47%(质量分数)时,复合材料防刺效果最优。     

Formulating the effects of applied temperature and pressure of hot pressing process on the mechanical properties of polypropylene–hydroxyapatite bio-composites by response surface methodology

Mechanical properties of polypropylene–hydroxyapatite (PP–HA) bio-composites produced by hot press molding depend on different parameters, particularly the pressure and temperature of the hot pressing process. In this study, a mathematical models for the effects of the pressure and temperature of the hot pressing process on the mechanical properties of the polypropylene–hydroxyapatite composites is developed using a response surface methodology. Ultimate tensile strength, Young’s modulus and impact absorbed energy were target parameters of the formulas and the temperature and pressure of the hot pressing process were independent input parameters. Formulas were derived by a nonlinear regression analysis and then were refined at the end. The validity of the formulas was also verified by experimental data. It was found that the obtained results by the formulas are matched closely to the experimental results; and the formulas have adequate precision in the ranges of the experimental data. The maximum error that occurs for the calculated results by the formulas is about 7%. The effectiveness of the pressure and temperature of hot pressing process on the mechanical properties of the composites was investigated using sensitivity analyses of the formulas. It was found that the sensitivity of the mechanical properties with respect to pressure of hot pressing process is more than temperature. Furthermore, the ultimate tensile strength of the composites has most sensitivity respect to the pressure and temperature of the hot pressing process than other mechanical properties.     

TiC_(0.7)N_(0.3)增强ZrO_2基复合材料的微观结构及力学性能

为提高ZrO2基复合材料硬度,采用热压烧结法制备了TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料,并研究了TiC0.7N0.3颗粒增强相对复合材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响。结果表明:TiC0.7N0.3的添加具有稳定四方相ZrO2(t-ZrO2)的作用,能增加TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料中t-ZrO2的含量,提高断裂韧性。随着热压烧结温度的升高和TiC0.7N0.3含量的增加,复合材料的硬度升高。1 400℃下热压烧结时,TiC0.7N0.3发生部分分解,分解的N与被还原的ZrO2反应生成ZrN,提高了复合材料的硬度。1 400℃下热压烧结后的35wt%TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料的相对密度达99.9%,维氏硬度达17 GPa。而1 300℃下热压烧结后,复合材料断裂韧性较高,为6.48 MPa·m1/2。研究结果为TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料的组织控制及性能改进提供了参考。     

高性能二维碳/碳复合材料的制备与性能

为获得高性能热结构复合材料,以国产T300碳纤维为原料,通过碳布预浸料交替铺层热压及液相浸渍裂解工艺方法制备了一系列二维碳/碳复合材料,并对二维碳/碳复合材料的微观结构特征、力学性能及烧蚀性能进行了测试与分析。研究结果表明:碳布规格及制备工艺对二维碳/碳复合材料力学性能有较大影响,当碳布规格选用八枚缎纹、经过碳化预处理且高温处理温度达到2 300℃时,二维碳/碳复合材料表现出较好的综合性能,拉伸强度和层间剪切强度的最大值分别高达301 MPa和12.4 MPa,达到了国际先进水平;在模拟典型服役环境考核状态下,制备的不同规格二维碳/碳复合材料的烧蚀性能基本相当,均未出现由于层间强度偏低而发生的烧蚀揭层现象,表现出较好的烧蚀均匀性和结构可靠性。      

硅烷偶联剂改性的木粉/P34HB复合包装材料的制备

目的研究硅烷偶联剂KH550含量对木粉/P34HB复合包装材料性能的影响。采用KH550改性木粉,提高与聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P34HB)的结合强度,改善复合材料的力学性能和界面相容性。方法以KH550为改性剂,木粉和P34HB为原料,利用共混热压工艺制备改性木粉/P34HB复合材料;通过对复合材料的形貌进行观察,以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和力学性能分析,研究KH550质量分数不同时对复合材料界面相容性、力学性能和热性能的影响。结果添加KH550后,复合材料的的界面相容性得到改善;FTIR分析表明,KH550已经成功接枝到木粉中;适量的KH550提高了复合材料的热稳定性;复合材料的储能模量增加;复合材料的力学性能也有所提高。此外还得到了最佳的KH550添加量,即质量分数为0.5%。结论 KH550不仅使得木粉与P34HB的相容性得到改善,同时也增强了复合包装材料的力学性能和热性能。     

复配改性工业木质素/木纤维复合材料的制备与表征

以H₂O₂为氧化剂对工业木质素进行改性,将H₂O₂氧化改性工业木质素（OMIL）与聚乙烯亚胺（PEI）复配制得复配改性工业木质素（OMIL-PEI）。以木纤维（WF）为基体,OMIL-PEI为黏结相,采用高速混合-平板热压工艺制备了环保型OMIL-PEI/WF复合材料。采用正交试验设计方法研究了H₂O₂用量、氧化时间、OMIL与PEI质量比及复配剂OMIL-PEI用量对该复合材料物理力学性能的影响,探索了复合材料的最优制备工艺参数,并采用FTIR、XRD、DMA和SEM对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明：最优工艺条件为,H₂O₂用量20wt%,氧化时间120 min,OMIL与PEI质量比7：1,OMIL-PEI用量20wt%,所制备的复合材料各项理化性能满足GB/T 11718-2009干燥状态下使用的承重型中密度纤维板的性能要求;OMIL-PEI能够与WF在热压过程中形成良好的化学键;优化工艺条件下的OMIL-PEI/WF复合材料的木质纤维素的晶形结构保持不变,相对结晶度从60.24%（纯WF）升高到72.91%;OMIL-PEI提高了OMIL-PEI/WF复合材料的动态储能模量,对材料的热稳定性影响不大,且各组分之间分布均匀,交织致密,界面粘结性能良好。