高木粉填充量PE木塑复合材料的机械性能分析

用挤出成型法制备了高木粉含量的PE-HD木塑复合材料(WPC),考察了木粉含量对WPC静态力学性能和动态热机械性能的影响.静态力学性能分析表明:木粉填充量在50％～70％范围内时,木粉含量变化对WPC的拉伸强度和冲击强度的影响较小,但当木粉达到80％时,WPC强度急剧下降,弯曲模量则随木粉含量的增加而持续增大;动态热机械分析表明:WPC在55 ～61℃之间均存在明显的松弛,当温度低于松弛温度时,WPC表现出较高的储能模量(E′),当温度高于松弛温度后,WPC的E′明显减小;E′和损耗模量(E″)均随着木粉含量的增加而增大,损耗因子(tanδ)随着木粉含量的增加而变化不大.     

改性硅藻土成核剂对聚丙烯性能的影响

采用高速混合、挤出注塑法制备了聚丙烯(PP)/改性硅藻土复合材料,研究了改性硅藻土对该复合材料的静态力学性能、动态力学性能和热稳定性的影响。结果表明:改性硅藻土的加入使复合材料的冲击强度和弯曲强度得到了提高。当改性硅藻土含量为5%时,复合材料的冲击强度达最大值,比纯PP提高了88.71%;当改性硅藻土含量为20%时,复合材料的弯曲强度达最大值,比纯PP提高了89.12%。PP/改性硅藻土复合材料的储能模量和高温损耗模量较纯PP树脂有明显提高,改性硅藻土含量为15%时热分解温度达最大,热失重率为10%时较纯PP的热分解温度提高了71℃。     

PP/木粉复合材料的蠕变特性研究

研究了木粉含量和木粉类型对PP/木粉复合材料物理机械性能和蠕变特性的影响规律.结果表明:当木粉含量增大时,PP木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等性能指标明显下降,而弯曲模量、热变形温度则有所提高.添加木粉后,材料的蠕变特性明显改善;当许用弯曲极限(即规定蠕变极限)较小(如为制品厚度的1.5倍)且材料中木粉质量含量为50%时,其耐弯曲蠕变特性最佳.采用的木粉类型不同时,PP木塑复合材料的性能有较大差异,采用松木粉和水曲柳木粉制备的PP木塑复合材料的综合性能最好,而采用黄麻纤维制备的PP木塑复合材料的冲击韧性最好.     

加料方式对PA6/CaCl_2/GF复合材料性能的影响

制备了不同含量玻纤增强的PA6/CaCl2/GF(聚酰胺6/氯化钙/玻璃纤维)复合材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、动态力学分析(DMA),研究了不同加料顺序下玻纤含量对复合材料结晶性能、动态力学性能和维卡软化温度的影响。结果表明:先加入玻纤再加入CaCl2的加料方式下,复合材料的结晶度、储能模量、玻璃化转变温度、拉伸强度和弯曲强度更高;不同加料方式下,随着玻纤含量的增加,PA6/CaCl2/GF复合材料的缺口冲击强度和维卡软化温度都大幅度增加。     

BCE/BMI/Nano-SiO_2复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了氰酸(酯BCE/)双马来酰亚胺预聚(体BMI)/纳米二氧化(硅nano-SiO2)复合材料,研究了nano-SiO2用量对复合材料耐热性能、静态力学性能和动态力学性能的影响,并利用扫描电镜分析了nano-SiO2在聚合物基体中的分散情况。结果表明:随着nano-SiO2用量的增加,BCE/BMI/nano-SiO2复合材料的冲击强度和弯曲强度均是先升后降,冲击强度、弯曲强度和储能模量均在nano-SiO2含量为2%时达到最大值;nano-SiO2的加入可以提高复合材料的耐热性,但随其用量的增加,nano-SiO2在基体中的分散性逐渐变差。     

PTW增强POM/TPU复合材料的制备及性能研究

以钛酸钾晶须(PTW)为增强体,采用熔融共混和注射成型法,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/PTW复合材料。研究了PTW含量对POM/TPU复合材料力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了冲击断面形貌。结果表明,TPU的加入有效改善了纯POM的韧性,当TPU含量为10%(质量分数,下同)时,缺口冲击强度是纯POM的2.5倍,但拉伸强度和弯曲强度有所下降;PTW的加入对POM/TPU有较好的增强效果,当PTW含量为15%时,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度分别为35.91 MPa、24.17%、144.94MPa、12.26GPa、112.1kJ/m2,拉伸模量、弯曲模量、缺口冲击强度与POM/TPU相比分别提高了14.7%、54.2%和9.2%,综合力学性能达到最佳。     

MGOs/MSFCM协同增强PF力学性能研究

分别采用经γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的氧化石墨烯(MGOs)和剑麻纤维素微晶(MSFCM)与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,通过辊炼、模压成型方法制备MGOs-MSFCM/PF复合材料,研究MGOs的含量对MGOs-MSFCM/PF复合材料的力学、应力松弛、蠕变及摩擦性能的影响。结果表明:与MSFCM/PF复合材料相比,经过MGOs-MSFCM协同增强的PF复合材料的力学、蠕变和应力松弛性能均有明显提高,且当MGOs质量分数为3%时,MGOs-MSFCM/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、松弛模量分别提高了13.2%,14.1%,27.8%,19.5%。     

高岭土对APP/PER/PP复合材料性能的影响

以PP废玩具料(W-PP)为主材,高岭土(Kaol)、聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为阻燃剂,通过熔融挤出制备一系列Kaol/APP/PER/W-PP复合材料,对复合材料的极限氧指数(LOI)、UL 94阻燃等级、力学性能和热变形温度(HDT)进行测试,并用锥形量热仪进行分析,结果表明,APP/PER添加后,复合材料的阻燃性能和HDT明显提高,力学强度逐渐降低;适量的Kaol和APP/PER具有较好的协同阻燃效果,而且,添加Kaol后,复合材料的力学性能和HDT明显提升,当在W-PP中同时加入3%的Kaol和25%的APP/PER时,复合材料的LOI为32.1%,阻燃达到UL 94(1.6 mm)V-0级,与单独添加相比,拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和缺口冲击强度均提高了28%APP/PER的性能分别提高了16.9%、15.0%、27.4%和31.3%。     

DCP对长玻纤增强聚丙烯复合材料性能的影响

长玻纤增强聚丙烯复合材料采用熔体浸渍工艺制备,研究过氧化二异丙苯(DCP)对长玻纤增强聚丙烯复合材料性能的影响。结果表明:随着DCP用量的增加,长玻纤增强聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、弯曲模量均先增加后降低,通过动态力学性能和形态分析得出,当DCP添加量为0.4%时,长玻纤增强聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度均最高。     

乙烯-甲基丙烯酸共聚物增容PE-HD／木纤维复合材料的研究

以乙烯-甲基丙烯酸共聚物（EMAA）作为增容剂，采用木纤维对高密度聚乙烯（PE—HD）进行填充改性。研究了增容剂的相对分子质量、官能团含量以及木纤维用量对木塑复合材料性能的影响。结果表明，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量随着木纤维用量的增加而大幅度提高，而冲击性能则明显降低；与未添加增容剂的复合材料相比，增容剂的加入进一步改善了木塑复合材料的弯曲和拉伸性能；当木纤维用量达到50％（质量含量，下同）时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别可达26gPa、40gPa和1807gPa。当EMAA酸值相同时，随着相对分子质量的增大，所制得复合材料的各项性能均提高。     

木粉及聚磷酸铵对PE-HD木塑复合材料阻燃和力学性能的影响

以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体,聚磷酸铵(APP)和木粉(WF)为膨胀型阻燃体系,制备了阻燃木塑复合材料(WPC)。通过极限氧指数、垂直燃烧UL 94、锥形量热分析、热失重分析、红外光谱分析、力学性能等对其进行性能表征。结果表明,与纯PE-HD相比,极限氧指数随着WF含量增加而提高,添加40 %WF时极限氧指数提高到30.5 %,UL 94可达V-0等级,热释放速率峰值和总热释放量降低;APP和WF燃烧过程中发生了化学作用,形成了保护炭层,提高了材料的热稳性,材料的拉伸和弯曲强度得到提高。     

Properties of flat‐pressed wood plastic composites containing fire retardants

This study investigated physical, mechanical, and fire properties of the flat‐pressed wood plastic composites (WPCs) incorporated with various fire retardants (FRs) [5 or 15% by weight (wt)] at 50 wt % of the wood flour (WF). The WPC panels were made from dry‐blended WF, polypropylene (PP) with maleic anhydride‐grafted PP (2 wt %), and FR powder formulations using a conventional flat‐pressing process under laboratory conditions. The water resistance and strength values of the WPC panels were negatively affected by increasing the FR content as compared to the WPC panels without FR. The WPC panels incorporated with zinc borate (ZB) gave an overall best performance in both water resistance and strength values followed by the panels containing magnesium hydroxide (MH) and ammonium polyphosphate (APP). For these three FR's, the best fire resistance as measured in the cone calorimeter was obtained with the 15 wt % APP treatment and then followed by 15 wt % ZB, or 15 wt % MH formulations. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

Effect of microencapsulated ammonium polyphosphate on flame retardancy and mechanical properties of wood flour/polypropylene composites

Microencapsulated ammonium polyphosphate (MCAPP) was prepared by using melamine–formaldehyde (MF) resin via polymerization in situ. The product was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray photoelectron spectroscopy, energy dispersive spectroscopy, water solubility tests, water contact angle, and thermogravimetric analysis. The tests indicate that ammonium phosphate (APP) was successfully coated by the MF resin, and MCAPP with lower water solubility and higher water resistance outperformed APP. After modification by MCAPP, the flammability of wood–plastic composites (WPCs) was investigated by limiting oxygen index (LOI) and cone calorimetry. The results showed that MCAPP/WPC had higher LOI value, lower heat release rate, and more char residual at the end of cone calorimetry than APP/WPC, indicating that the WPC used MCAPP as flame retardant performed better flame retardancy than the WPC mixed with unmodified APP. Moreover, all measured mechanical properties of MCAPP/WPC were distinctly better than APP/WPC. POLYM. COMPOS., 37:666–673, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

Effect of Fiber Origin,Proportion, and Chemical Composition on the Mechanical and Physical Properties of Wood-Plastic Composites

This study assessed the potential of wood residues as fiber sources for wood-plastic composites (WPC) and examined the impact for intrinsic fiber properties on strength development. Sawmill sawdust, underused wood species, bark, composite panel, and pulp and paper sludge residues were sampled. Fibers were characterized for cellulose content, ash content, and fiber aspect ratio. WPC samples were formed by twin-screw extrusion compounding, followed by injection molding at three fiber proportions. WPC mechanical properties, water uptake, and water swelling increased with increasing fiber proportion, whereas tenacity decreased. WPC made with residues had lower mechanical and physical properties than those made with clean wood, with some exceptions. Kraft sludge produced one of the best WPC formulations in terms of thickness swell, water swelling, tensile strength, and impact energy. Deinking sludge produced the toughest and the most dimensionally stable WPC. Panel industry residues formed roughly similar WPC to those made with clean wood. Bark led to poorest WPC in terms of mechanical properties. High correlation coefficients were found between cellulose content, wood content, and all WPC properties except impact energy. However, the correlations between aspect ratio and the WPC were insignificant.     

PP-g-MAH增容改性木粉/PP复合材料的性能研究

以马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH) 为相容剂,聚丙烯 (PP) 为基体,通过熔融共混法制备了木粉/PP复合材料。研究了 PP-g-MAH 用量对复合材料力学性能及吸水性能的影响; 采用扫描电镜 (SEM) 观察了复合体系的冲击断面形貌。结果表明: 当 PP-g-MAH 的质量分数为 4%时,可以提高添加 35 份木粉复合材料体系的拉伸强度及弯曲强度,比未添加相容剂的分别提高了 49.4%和 16%,而缺口冲击强度仅下降了 9%。SEM 观察证实: PP-g-MAH 的加入有利于提高木粉与 PP 基体的界面相互作用。从吸水率来看,木粉/PP 复合材料的吸水率保持在 0.22% 以下,远低于纯木材。     

EPS木塑复合材料的制备及阻燃改性

通过模内发泡成型工艺制备了EPS/刨花木塑复合材料,并采用三聚氰胺磷酸盐对其进行了阻燃改性。进行了力学性能、燃烧性能测试,研究了刨花及三聚氰胺磷酸盐对复合材料性能的影响,并对其阻燃机理进行了分析。结果表明,向EPS中加入等量刨花,能使其极限氧指数显著提升,达到了26.3%,与EPS相比,提升了46.1%。MPP对WPC力学性能具有显著影响,当继续加入22.5份MPP时,复合材料的力学性能明显提高,冲击强度达到466.67 J/m^2,静曲强度达到了1.35 MPa,与WPC相比,冲击强度和静曲强度分别提高了191.7%、77.6%。热释放速率峰值降低且推后,在燃烧过程中,总热释放小幅降低,极限氧指数达29.7%,垂直燃烧等级达V-0级。     

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。     

PLA/木薯厌氧渣复合材料的制备工艺

以木薯厌氧渣为填料,聚乳酸(PLA)为基体,采用模压成型制备了PLA/木薯厌氧渣复合材料,探究了木薯渣填充量、偶联剂添加量、机械球磨时间、温度、转速及模压温度、压力、时间等因素对复合材料力学性能的影响。结果表明,偶联剂占木薯渣质量的2%,木薯渣填充量为10%,球磨时间为30 min,球磨温度为60℃,球磨转速为300 r/min,模压时间为6 min,模压温度为190℃,模压压力为10 MPa时,复合材料的弯曲强度为63.108 MPa,拉伸强度为44.155 MPa,力学性能较好。以PLA与木薯厌氧渣为主要原料制备复合材料,既能有效降低复合材料的生产成本又能使复合材料保持较好的力学性能,避免了废弃木薯渣对环境的污染,且为实现生物质资源的高值化利用提供理论依据。     

APP/MCA复合阻燃增强聚丙烯的研究

将三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、聚磷酸铵（APP）与聚丙烯（PP）共混,制备了无卤阻燃PP复合材料,采用极限氧指数仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机等对材料的阻燃性能、热性能和力学性能等进行了表征,研究了APP/MCA的协效阻燃作用及其对材料力学性能的影响规律。结果表明,在材料中添加25份APP/MCA时,材料的极限氧指数随MCA含量的增加先升高后下降,当MCA含量为30 %（质量分数,下同）时,材料的极限氧指数达到最大值24.2 %;材料的力学性能同样随MCA含量的增加而先升高后下降,当MCA含量为30 %时,其拉伸强度比APP单独阻燃PP时提高了50 %,断裂强度和屈服强度均提高10 %以上。     

氢氧化铝含量对聚酯/玻璃纤维复合材料阻燃性能和力学性能的影响

通过熔融混炼和模压成型工艺,制备含氢氧化铝(ATH)的干式不饱和聚酯/玻璃纤维(UP/GF)共混复合材料。采用氧指数法(LOI)和垂直燃烧法(UL94)表征UP/GF复合材料的阻燃性能,采用DMA研究UP/GF复合材料的动态力学性能,采用静态力学方法研究UP/GF复合材料的冲击和弯曲性能。结果表明:UP复合材料中,ATH的含量在25%时,既能够满足V—0级阻燃级别,氧指数值为28.7%,且材料的冲击和弯曲强度分别为5.66kJ/m2和58.72MPa,同时也有较好的动态力学性能。