废弃混纺纤维/聚乳酸复合材料的制备及力学性能研究

以废弃涤/棉(65/35)混纺纤维作为增强材料,聚乳酸颗粒作为基体材料制备复合材料,并且采用正交及单因素试验对其成型工艺进行优化。结果表明:最优成型工艺条件为涤/棉混纺纤维质量分数40%、热压温度180℃、热压压力12 MPa,该条件下的复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别是59.56 MPa和48.75 MPa。     

聚乳酸/木粉复合材料的制备与力学性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,木粉为填料,分别采用热压成型和注塑成型方法制备了PLA/木粉复合材料。实验研究结果表明:当木粉用量由20%增加到60%时,PLA/木粉复合材料的拉伸强度由41.83 MPa降至15.96MPa;弹性模量由1 035.96 MPa降至283.43 MPa,断裂伸长率由7.04%降至1.73%。     

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%。     

阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料的制备与表征

采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为增塑剂增塑聚乳酸,添加改性香蕉纤维和膨胀型阻燃剂(IFR)制备阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料.研究结果表明,偶联剂处理纤维的效果最好,使复合材料的拉伸、弯曲强度分别达到57.49MPa、101.80MPa,与扫描电子显微镜(SEM)的结果一致;IFR含量为5份(以聚乳酸为100份计)时综合性能最佳,材料的极限氧指数达到了 32.8%,垂直燃烧实验达到了 V-0 级(UL-94),材料的拉伸和弯曲强度分别为43.97 MPa 和87.95MPa,效果最好.热失重研究结果表明,阻燃香蕉纤维的加入能明显提高聚乳酸的热分解温度和残炭量.     

连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响

采用连续式蒸汽爆破装置对含水量分别为20%、30%、40%及50%的棉秆皮纤维进行预处理,并制备预处理后棉秆皮纤维填充量分别为20%、30%、40%及50%的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/棉秆皮纤维复合材料标准拉伸样条。从外观形态、扫描电镜观察方面分析棉秆皮纤维含水量对其蒸汽爆破改性效果的影响;通过扫描电镜观察分析复合材料拉伸断面形貌,从拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率三方面研究了连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,连续式蒸汽爆破预处理方法能有效改善棉秆皮纤维与PBS基体的界面黏结;爆破前纤维含水量及爆破后纤维填充量对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能起决定性作用;综合考虑,当爆破前纤维含水量为40%、爆破后纤维填充量为40%时,PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能最佳。     

取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料力学性能的研究

通过溶液浸渍法制备剑麻纤维预浸渍料,然后通过热压成型的方法制备了纤维含量(质量分数)分别为10%、20%、30%和40%的取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料,同时制备了随机取向的短剑麻纤维增强聚乳酸复合材料。研究了不同的纤维含量对取向长剑麻纤维增强聚乳酸层压复合材料力学性能的影响。结果表明,当纤维含量为40%时,复合材料的力学性能最好。其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度比纯聚乳酸分别提高了1.90、1.29以及15.69倍,比短纤维剑麻纤维增强聚乳酸分别提高了4.47、2.27以及10.73倍,达到了164.76、202.88 MPa以及36.72 k J/m~2。     

乙酸酐处理棉秆皮纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以棉秆皮纤维为增强相、聚丙烯为基体相,制备4 mm厚、棉杆皮纤维含量为 30 %（质量分数,下同）的聚丙烯/棉秆皮纤维复合材料薄片,棉秆皮纤维先经NaOH预处理,再经过乙酸酐（浴比30∶1、浸泡30 min、温度30 ℃）改性处理后,复合材料的拉伸断裂强度和弯曲断裂强度都达到最高,相比未改性的分别增大了6.33 %和11.72 %。     

PE-HD/棉秆皮复合材料的制备及其性能研究

采用蒸汽爆破对含水率分别为30 %、40 %、50 %的棉秆皮进行预处理,并与高密度聚乙烯（PE-HD）复合制备PE-HD/棉秆皮复合材料,研究了蒸汽爆破、棉秆皮含量、棉秆皮含水率对PE-HD/棉秆皮复合材料力学性能和密度的影响。结果表明,与未经蒸汽爆破处理的PE-HD/棉秆皮复合材料相比,蒸汽爆破预处理后制备的PE-HD/棉秆皮复合材料的力学性能更好;当棉秆皮含量为30 %时,复合材料的综合力学性能最佳;复合材料的拉伸强度随棉秆皮含水率的增加而提高;复合材料的弯曲强度在棉秆皮含水率为40 %时达到最大值。     

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%。     

3D打印用聚乳酸/松木粉/纳米二氧化硅木塑复合材料性能研究

以化学改性松木粉(PWF)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,同时添加少量纳米二氧化硅(nano-SiO_2),通过熔融挤出制备了适用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的木塑复合材料,并对该木塑复合材料的力学性能和3D打印性能进行了研究。结果表明:添加nano-SiO_2可以显著提高木塑复合材料的力学性能,随着nanoSiO_2用量的增加,PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料的各项力学性能均呈现逐渐上升的趋势,且在nanoSiO_2用量为5%时达到最佳。PWF用量对PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料各项力学性能的影响呈现先上升后下降的趋势,且材料性能在PWF用量为15%时达到最佳,此时弯曲强度为101.6 MPa、弯曲模量为4 652 MPa、拉伸强度为92.81 MPa、拉伸模量为3 845 MPa、冲击强度为4.31 kJ/m~2,相对于PLA/PWF木塑复合材料均提高了50%以上。该PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料可应用于FDM型3D打印,具有良好的打印性能。     

挤出-注塑制备黄麻增强PLA复合材料及其性能

通过挤出共混、造粒、注射成型的方式制备了黄麻纤维填充聚乳酸(PLA)复合材料,研究了复合材料的力学性能以及黄麻与PLA之间的微观界面形貌。结果表明:黄麻的加入,并没有很好地改善黄麻/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度;碱处理后的黄麻与PLA之间的界面性能有所改善;碱处理黄麻的加入,改善了黄麻/PLA复合材料的断裂伸长率与冲击韧性。     

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%。     

3D打印制备PLA/MWCNT复合材料及其性能研究

聚乳酸作为基体材料,通过研磨共混法制备了多壁碳纳米管(MWCNT)/聚乳酸(PLA)复合粒料,应用3D打印技术打印了PLA/MWCNT复合材料样条。通过对复合材料导电性能测试,结果表明随着MWCNT掺杂量的增加,复合材料的电导率数值呈指数型增长,当MWCNT含量达6%时,电导率为10~(-2) S/cm。力学性能测试得到在MWCNT含量为6%时,样条的拉伸强度达63.7 MPa,比纯的PLA材料提升37.6%;弯曲强度为126.7 MPa,提高了16.9%。扫描电子显微镜(SEM)观察发现MWCNT在PLA基体中较为分散,PLA/MWCNT复合样条断面呈现多孔蜂窝状。样品热分解温度高达390.2℃,耐热效果明显提升。     

蒸汽爆破预处理对LDPE／棉皮纤维复合材料力学性能的影响

采用蒸汽爆破预处理过的棉皮作为增强纤维,通过模压成型制备LDPE/棉皮纤维复合材料,研究了爆破压力、棉皮纤维质量分数对LDPE/棉皮纤维复合材料力学性能的影响.实验结果表明,该复合材料的力学性能得到了改善,当压力为1.8 MPa、棉皮纤维质量分数为35%时,所获得的拉伸强度和弯曲强度为最佳.     

豌豆秸秆粉增强聚乳酸基3D打印材料性能

以聚乳酸(PLA)和不同粒度豌豆秸秆粉(PSP)为原料,利用FDM-3D打印工艺制备了PSP/PLA复合材料。研究了纯PLA及PSP/PLA的密度、力学性能、表面润湿性能及不同温度下的吸水率。结果表明,相比于纯PLA,轻质PSP的添加使得复合材料的密度减小并保持在1. 04 g/cm~3附近; 120目PSP/PLA复合材料的拉伸和弯曲性能最优,拉伸强度和拉伸模量分别是纯PLA打印试样的86. 95%和90. 70%,弯曲性能与纯PLA打印材料相当,弯曲强度与纯PLA打印试样相比仅相差0. 53%;随着PSP粒度的减小,3D打印复合材料的表面接触角逐渐减小,当PSP粒度为200目时,接触角降低至84. 93°,疏水性减弱而亲水性增强;复合材料吸水率高于纯PLA,且比纯PLA更易受温度影响,120目PSP/PLA吸水率最低。     

3D打印碳纤维增强PLA试件的力学性能分析

以300目短切碳纤维(CF)和聚乳酸(PLA)为实验原料,分别配制CF质量分数为5%、10%、15%和20%的CF/PLA混合料,再经双螺杆挤出机挤出造粒后得到CF/PLA复合材料。分别以纯PLA和不同组分的CF/PLA复合材料为实验材料,在粒料3D打印机上制备抗拉伸、压缩、弯曲和冲击试样,并做力学性能测试。实验结果表明,随着CF含量的增加,材料最大拉伸强度呈先增大后减小的趋势,当CF含量为5%时,材料的平均拉伸强度最大,为48.45 MPa。材料的平均弯曲和压缩强度随CF含量的增加均呈先减小后增大再减小的趋势,且无CF填充时,二者的强度值最大,分别为114.77 MPa和103.94 MPa。材料的抗冲击强度随着CF含量的增大呈先增大后减小的趋势,当CF含量为5%时,材料的抗冲击强度最大,为14.49 kJ/m~2。     

PLA/PBAT/绢云母复合材料制备与性能

采用熔融共混技术制备了聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)复合材料、PLA/绢云母复合材料以及PLA/PBAT/绢云母三元复合材料,以拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和冲击强度为参数,探究了PBAT和绢云母的用量对PLA基复合材料力学性能的影响.实验结果表明,PLA/PBAT/绢云母复合材料的最佳质量配...     

木质素/木粉/聚乳酸复合材料的制备及其性能

利用熔融共混的方法,以聚乳酸(PLA)为基材,填充木质素和木粉对其力学性能进行增强,通过控制木质素和木粉的比例制备了5种不同的木质素/木粉/聚乳酸复合材料。通过FTIR、XRD、TGA、SEM等测试方法研究了木质素含量、木粉含量对复合材料界面相容性、热性能、力学性能以及吸水率的影响。结果表明:以70%PLA作为基体,木质素与木粉以7∶3的质量比例填充30%到PLA中,此时复合材料的界面相容性较好,综合力学性能优异,其中拉伸强度和弯曲强度分别达到最高,为65. 59和5 916. 04 MPa,弯曲模量为124. 53 MPa;饱和吸水率表现出较好的吸水性能,为5. 72%。该研究结果对木质素/木粉/PLA复合体系的研究与应用具有一定的参考作用。     

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。     

连续玻璃纤维增强PLA复合材料3D打印技术研究

以聚乳酸(PLA)为基体,连续玻璃纤维为增强体,采用熔融浸渍工艺制备连续玻璃纤维预浸丝,将制得的预浸丝作为3D打印耗材用于熔融沉积(FDM)的3D技术来制备连续玻璃纤维增强PLA复合材料试样,并研究了打印温度、层厚和打印速度对复合材料力学性能的影响。结果表明,当打印层厚为0. 5 mm,打印温度为230℃,打印速度为2 mm/s时,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的弯曲性能最佳,弯曲强度和弯曲模量分别为327. 84 MPa和20. 293 GPa。综合考虑复合材料的力学性能、表面质量和尺寸稳定性,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的最佳打印层厚为0. 5 mm,适宜的打印温度范围为200~220℃,打印速度范围为2~4 mm/s。