改性剑麻纤维增强聚乳酸复合材料热性能研究

依据丙交酯配位开环反应原理,在剑麻纤维表面接枝上聚乳酸分子支链进行表面改性,并与未处理、碱处理表面改性对比,研究了表面改性方法对剑麻纤维热性能的影响。使用熔体共混模压成型工艺制备了改性剑麻纤维增强聚乳酸复合材料,并研究了不同表面改性方法对复合材料热性能的影响。结果表明,剑麻纤维的加入使得复合材料的热稳定性略有降低,其中碱处理略高于未处理,而接枝处理降幅最大。同时,纤维的加入有利于复合材料异相成核,提高结晶度,其中以接枝剑麻纤维的促进作用最为突出。     

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。     

剑麻纤维表面处理对热塑性木薯淀粉结构与性能的影响

以甘油为增塑剂,采用熔融共混法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维(TPS/SF)复合材料,研究碱处理和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)两种不同表面处理方法处理剑麻纤维对TPS结构与性能的影响。结果表明,添加碱处理剑麻的TPS/SF复合材料塑化性能较好,更容易进行加工;在力学性能、回生行为、热性能和结构方面,添加KH550处理的剑麻纤维TPS/SF复合材料拉伸强度和弹性模量较高,能更好抑制TPS回生,且热稳定性能更好,结构更稳定、更疏水。     

表面处理对剑麻纤维性能及与淀粉相容性的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及两者复合的处理方法对剑麻纤维进行表面改性,研究了不同处理方法对剑麻纤维的性能以及剑麻纤维/淀粉复合材料界面粘结性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和万能试验机对不同处理的剑麻纤维进行表征,使用拔出实验测试剑麻/淀粉复合材料的界面粘结情况,并采用二参数威布尔模型计算拉伸强度和界面剪切强度。结果表明,所有处理方法都能提高剑麻纤维的热稳定性和界面剪切强度。与未处理纤维相比,碱处理后的剑麻纤维与淀粉的界面剪切强度最高,为2.011 MPa,提高了19%。     

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。     

剑麻纤维的表面改性及其复合材料的研究进展

简述了剑麻纤维的组成、结构及力学性能,并总结了剑麻纤维表面改性的几种方法,包括物理方法：热处理、酸碱处理、有机溶剂处理;化学方法：改变表面张力、界面偶合、表面接枝聚合。同时论述了剑麻纤维的表面改性对复合材料力学性能的影响。     

异氰酸酯预聚物对剑麻纤维/聚碳酸亚丙酯复合材料的界面改性及性能研究

为了提高剑麻纤维与聚碳酸亚丙酯(PPC)的界面作用力,用硅烷偶联剂KH550对剑麻纤维进行表面预处理,在剑麻纤维和PPC熔融共混时,加入异氰酸酯预聚物(PUP)进行反应性共混改性。通过FTIR、TGA、SEM、拉伸测试等手段对剑麻纤维/PUP/PPC复合体系进行表征,研究加入PUP对复合材料微观相界面性质及宏观性能的影响。结果表明,经KH550硅烷偶联剂处理并加入PUP后,PPC与剑麻纤维在熔融共混时发生原位增容反应,复合材料的两相界面黏结性得到明显改善,显著提高了材料的力学性能。同时,PUP与剑麻纤维存在一定协同效应,使得材料的耐热稳定性得到较大改善。     

表面处理对碳纤维束拉伸性能与强度分布的影响

为了探究表面处理工艺对C纤维束拉伸性能的影响,采用化学气相沉积(CVD)制备热解炭(PyC)层和热处理以及两者相结合的方法对C纤维束进行处理,并测试了处理前后C纤维束的拉伸性能和强度分布。实验结果表明:在C纤维表面沉积PyC层降低了纤维束的拉伸性能与强度稳定性。对C纤维束进行热处理改善了纤维束的拉伸性能和强度稳定性,并在1 800℃均达到了最大值。随着热处理温度的升高,C纤维束的拉伸断裂方式逐渐由韧性断裂向脆性断裂转变。采用沉积PyC层以及沉积PyC层和热处理相结合的方式处理的C纤维束均以脆性方式断裂。     

三种天然纤维对PBS降解性能的影响

麦秸秆纤维、剑麻纤维和甘蔗皮纤维经碱处理后与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混制备复合材料,通过扫描电镜(SEM)对三种天然纤维进行表面分析,通过测试失重率、拉伸强度变化、断裂伸长率变化和热性能变化分析复合材料的降解性能。以纤维种类、填埋时间和纤维添加质量分数三个因素分析PBS在天然土壤填埋100天的降解行为。结果表明:碱处理效果和降解效果顺序为甘蔗皮纤维麦秸秆纤维剑麻纤维,甘蔗皮纤维添加质量分数为5%、填埋100天时复合材料的降解效果最佳。     

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。     

剑麻纤维／酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻     

表面处理方法对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂、阻燃剂对剑麻纤维(SF)进行表面处理,采用模压成型工艺制备了SF/酚醛树脂(PF)复合材料。研究了SF表面处理方法对SF/PF复合材料的摩擦磨损性能、力学性能、吸水性的影响,借助扫描电镜观察了复合材料磨损面的形貌。结果表明:SF经阻燃剂处理后,SF/PF复合材料的磨损体积为0.00053cm3,比未处理的SF/PF复合材料减少了77.2%;SF经硅烷偶联剂处理后,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未处理的SF/PF复合材料提高18.7%、15.4%,且耐水性也有一定改善。     

短切苎麻/剑麻纤维增强聚酯及酚醛复合材料的性能研究

本文采用偶联剂A-151、KH-550对苎麻、剑麻纤维进行了偶联处理，比较分析了纤维表面处理前后苎麻、剑麻纤维增强不饱和聚酯及酚醛树脂复合材料的力学性能。结果表明，纤维偶联处理后，复合材料的力学性能有明显提高，吸水率有所降低。     

竹粉的表面改性及其对聚丙烯基复合材料性能的影响

用偶联剂KH-550和硬脂酸对氢氧化钠溶液(10wt%)处理过的竹粉(BF)表面进行二次改性,然后通过熔融挤出制备了竹粉/聚丙烯(BF/PP)木塑复合材料.采用热重-差热分析(TG/DTA)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)等对改性前后竹粉的微观结构进行表征.结果表明,改性后BF的热稳定性升高,比表面积增大,形成疏松的纤维聚集束;复合材料的力学性能显著提高;其中用KH-550改性竹粉制备的复合材料力学性能最佳,冲击强度较纯PP提高了83%.复合材料冲击断面扫描电镜(SEM)显示,KH-550改性可以明显提高BF与PP基体树脂间的相容性.     

硫酸钡表面改性及其在PVC中的性能研究

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)以及硬脂酸(SA)对沉淀硫酸钡(BaSO4)粉末进行表面处理,并使用接触角测试仪、管式炉和红外光谱仪对改性BaSO4进行表征。进一步将改性BaSO4添加到聚氯乙烯(PVC)中,研究了它们对PVC/BaSO4复合材料基本力学性能的影响,并分析了复合材料冲击截面的断裂面形貌。结果表明,改性BaSO4的表面接触角显著增大,红外光谱显示有基团峰出现,质量损失率明显变大,其中SA的改性效果最佳,接触角为134.5°,质量损失率为4.65%。和添加未改性BaSO4的PVC复合材料相比较而言,添加改性BaSO4的PVC复合材料的拉伸性能和撕裂性能均有所增强,硬度变化不大,其中,总体上SA的表面改性效果最佳,PVC/BaSO4复合材料的拉伸强度、撕裂强度和邵氏D硬度分别达到28.68 MPa、151.03 N/mm、70.2。复合材料断裂表面的扫描电子显微镜分析表明,经过改性的BaSO4粉末在复合材料中的分散性变得更好。     

表面处理芳纶纤维在丁羟橡胶中的应用

为改进芳纶纤维的表面光滑、化学惰性强、与橡胶黏结性能差等缺点,用硅烷偶联剂KH-550对其表面进行改性处理.用电子能谱仪(ESCA)和扫描电镜(SEM)对改性后的纤维和丁羟橡胶表面进行了测试,结果表明:C元素的含量明显下降,N和O元素的含量提高,纤维表面活性提高.制得芳纤/丁羟橡胶复合材料的拉伸强度由未处理的2.58 MPa提高到处理后的3.22 MPa.处理后,由SEM得到芳纶纤维丁羟橡胶复合材料表面的丁羟橡胶量增加.在KH-550的质量分数为5%、处理时间为5 h的条件下,芳纶纤维的处理效果最佳.     

Electrospun CF-PHA Nanocomposites: Effect of Surface Modifications of Carbon Fibers

Biodegradable polyhydroxyalkanoate (PHA) based polymer nanocomposite filled with nanoscale carbon fibers (CFs) were prepared by electrospinning. To enhance the processability and thermal properties of the composites, the carbon fibers were treated with chemical reagents, namely n-octanol, silane coupling agent (KH-550), and nitric acid (HNO₃). The SEM result shows that the composite fibers with nitric acid treated CFs have the finest diameters and many uniform thickness distributions. All surface treatments on carbon fibers have increased the glass transition temperatures and crystallinities of the composites, with nitric acid treatment being the best. The improvements further depended on the volume fraction of the carbon fibers.     

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。     

纳米四氧化三铁的制备及表面修饰研究

采用化学共沉淀法制备了纳米四氧化三铁,并利用IR和XRD对其进行了表征。利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）对四氧化三铁表面进行预处理,考察了水解时间、pH等因素对KH-550水解电导率的影响,讨论了Fe_3O_4与KH-550配比、反应温度和反应时间等因素对Fe_3O_4表面羟基数的影响。以丙烯酰胺为功能单体,过硫酸铵为引发剂,对偶联后的四氧化三铁进行接枝共聚,制备了Fe_3O_4/KH-550/PAM磁性高分子复合物,并用IR对磁性高分子复合物的结构进行了表征。     

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。