硼酸锌含量对麦秸秆/PP复合材料耐霉菌腐蚀性能的影响

为探讨防霉剂硼酸锌对麦秸秆/聚丙烯(PP)复合材料耐霉菌腐蚀性能的影响,对添加不同含量硼酸锌的麦秸秆/PP复合材料进行了霉菌加速腐蚀实验。测试其腐蚀后的力学性能、颜色变化和吸水性,采用FTIR分析其官能团的变化,采用体视显微镜观察并分析复合材料表面霉菌生长情况及表面微观结构。结果表明:硼酸锌对麦秸秆/PP复合材料耐腐蚀性能有较好的改善作用,硼酸锌最佳添加量为2wt%,麦秸秆/PP复合材料腐蚀后表面霉菌生长较少,其弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度比不添加硼酸锌分别提高6.5%、50.2%、6.8%和11.1%,吸水率和色差值降低23.9%和30.7%。含量为2wt%的硼酸锌能够有效阻止霉菌菌丝腐蚀麦秸秆/PP复合材料的麦秸秆纤维素和半纤维素,而硼酸锌含量较高时会影响复合材料的界面,导致界面处麦秸秆纤维更易受霉菌腐蚀作用。     

4种生物胶与麦秸秆制备复合材料性能比较

为比较生物胶（海藻酸钠、瓜尔胶、淀粉胶、植物蛋白胶）与麦秸秆制备麦秸秆/生物胶复合材料的力学性能和吸湿性能,分析了4种生物胶和麦秸秆的红外光谱,测试了麦秸秆/生物胶复合材料的力学性能和吸湿性能,观察了它们的微观结构。结果表明:4种生物胶均有-OH和-CH伸缩振动吸收峰,植物蛋白胶有-NH₂伸缩振动吸收峰和-O-吸收峰。植物蛋白胶制备的复合材料力学性能较好,吸湿率较小,其拉伸强度比海藻酸钠、瓜尔胶、淀粉胶制备的复合材料分别高436%、93%、416%,弯曲强度分别高922%、49%、963%,弹性模量分别高714%、678%、254%,平衡吸湿率分别小42%、17%、16%。麦秸秆/植物蛋白胶和麦秸秆/瓜尔胶复合材料中麦秸秆被基体包裹较好,植物蛋白胶-麦秸秆和瓜尔胶-麦秸秆两相界面模糊,两者结合较好;而麦秸秆/海藻酸钠和麦秸秆/淀粉胶复合材料两相界面空穴和缺陷较多,麦秸秆与基体之间存在明显界面,与麦秸秆结合较差。麦秸秆/植物蛋白胶复合材料在力学性能方面与塑料基复合材料相当,而吸湿性能有待提高。      

不同植物纤维/骨胶复合材料的性能对比

为利用农业废弃物制备生物质材料,以稻秸秆、麦秸秆、花生秸秆、稻壳、麦壳及花生壳为填充材料,以骨胶为基体材料,采用模压成型工艺制备六种生物质植物纤维/骨胶复合材料,对六种植物纤维成分进行测试,对其制备的生物质复合材料的力学性能、吸湿性能、表面官能团和热稳定性进行分析,用体视显微镜观察复合材料拉伸断面的微观结构。结果表明,麦秸秆纤维素含量较高,稻秸秆纤维素含量仅次之。同种生物质的秸秆比其壳制备的复合材料性能好,其中稻秸秆/骨胶复合材料有较好的界面相容性和力学性能,其拉伸强度和冲击强度分别为4.14MPa、4.89kJ/m~2,比稻壳/骨胶复合材料分别高118%、22.6%,比麦秸秆和花生秸秆制备的复合材料分别高4.42%、37.3%和56.9%、20.8%。稻秸秆/骨胶复合材料的抗吸湿性能较好,平衡吸湿率为12.35%,比麦秸秆、花生秸秆、麦壳、稻壳、花生壳制备的复合材料分别低27.11%、16.72%、19.36%、0.04%、15.97%。麦秸秆由于表面蜡质层,其与骨胶制备复合材料的性能较差。六种生物质复合材料中,稻壳/骨胶复合材料的热稳定性较好。     

麦秸/聚氯乙烯复合材料新疆户外老化性能

为探讨新疆强紫外线与干热环境对木塑复合材料抗老化性能的影响,添加不同种类抗老剂(UV-531、1010和168),采用挤出成型制备麦秸/聚氯乙烯(PVC)复合材料,进行90天新疆户外老化。测试和分析麦秸/PVC复合材料老化前后表面官能团和颜色变化、表面形貌和力学性能,计算羰基指数、木质素指数和表面粗糙度。结果表明:老化后表面麦秸纤维与PVC发生分解,出现褪色现象,粗糙度升高,力学性能下降。抗老剂均能提高麦秸/PVC复合材料的抗老化性能。其中,添加抗老剂UV-531的麦秸/PVC复合材料效果最优,与对照组相比,其羰基指数提高了19.27%,木质素指数降低了4.44%,色差ΔE降低了11.12%,表面粗糙度S_a降低了33.38%,弯曲强度和拉伸强度分别提高了5.87%和6.44%,表面更平整,麦秸裸露少。该研究结果可为提高木塑复合材料抗老化效力提供试验数据和理论参考,有利于延长木塑复合材料在新疆干热环境下的使用寿命。      

纳米TiO2对木纤维/聚丙烯复合材料抗紫外老化性能的影响

木塑复合材料作为室外建筑装饰材料时,暴露在紫外光的照射下,易老化导致其力学性能降低、使用寿命减少。将具有高效紫外线屏蔽能力的金红石型纳米TiO₂经硅烷偶联剂KH-570表面改性后,与木纤维(WF)、聚丙烯(PP)等制备了TiO₂-WF/PP复合材料。对TiO₂-WF/PP复合材料进行了人工加速紫外老化,并利用FTIR、TG、SEM、力学性能分析、颜色变化分析等手段,探究了纳米TiO₂对WF/PP复合材料抗紫外老化的影响。结果表明:改性纳米TiO₂粒子在WF/PP复合材料中均匀分散,无明显团聚,且其加入显著提高了复合材料的热稳定性;TiO₂-WF/PP复合材料随着老化时间的延长,力学性能下降相对较小且颜色变化较小。当纳米TiO₂的质量分数为2 wt%~3 wt%,老化2 000 h时后,TiO₂-WF/PP复合材料的拉伸强度、冲击强度仅分别下降10.0%和12.6%;未加入纳米TiO₂颗粒的WF/PP复合材料,则分别下降20.2%和22.6%。      

麦秸粉与HDPE/PP基复合材料的制备及性能研究

本文采用麦秸粉为增强体,分别与高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)热塑性塑料基体采用挤出方式混合制备木塑复合材料,研究麦秸粉与HDPE、PP的配比对复合材料性能的影响。利用高速混合机在一定条件下对麦秸粉、热塑性塑料和其他助剂进行混合,利用双螺杆挤出机熔融造粒,单螺杆挤出机挤出成型,对制备的麦秸粉/塑料复合材料进行物理力学性能测试。结果表明:加入少量麦秸粉使木塑复合材料力学性能降低,随着麦秸粉含量的增加,复合材料的力学性能呈提高的趋势;当麦秸粉含量超过一定比例时,木塑复合材料力学性能降低,且冲击性能降低明显;本次试验HDPE基木塑复合材料力学强度略高于PP基木塑复合材料。     

木薯秸秆/高密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究

目的 探讨木薯秸秆粉的粒径和含量对复合材料物理力学性能及界面结合的影响,以期提高废弃木薯秸秆的利用率。方法 以木薯秸秆粉为增强体,高密度聚乙烯（HDPE）为基体,马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）为偶联剂制备木塑复合材料。对木塑复合材料进行拉伸性能、弯曲性能、缺口冲击强度以及吸水性测试,并利用电子显微镜（SEM）对复合材料断面微观结构进行观察和分析。结果 随着秸秆粉含量的增大,拉伸强度和弯曲强度在整体上呈现出增大的趋势,最大值分别可以达到32.5 MPa和49.6MPa,而缺口冲击强度不断下降;当粒径减小时,材料的拉伸强度呈现先下降而后升高的趋势,弯曲强度区别不大,而缺口冲击强度则整体上呈现降低的趋势。当秸秆粉的含量降低、粒径减小时,复合材料表现出较好耐水性能。结论 秸秆粉质量分数为60%,粒径为40～60目时复合材料具有较优异的综合性能,相关性能超过GB/T 24137—2009《木塑装饰板》的使用标准。     

彩色木塑复合材料的老化性能

向桦木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料中添加白色、黄色和红色着色剂,采用热压成型工艺制备彩色木塑复合材料。研究着色剂种类及含量对木塑复合材料力学性能和表面颜色的影响,同时分别考察彩色木塑复合材料在户外自然老化和紫外光加速老化箱中的老化情况,分析讨论其老化机制。结果表明:添加着色剂可提高木塑复合材料的力学性能,改善材料的外观颜色;木塑复合材料的力学强度和总色差随着色剂用量的增加而逐渐增大,当着色剂用量为3.5wt%时,复合材料的性能达到最佳;木塑复合材料经老化实验后表面褪色明显且力学强度显著降低,但自然老化后其性能下降更明显。这主要是因为木塑复合材料在老化过程中,不仅受到紫外光的照射发生了光降解,而且长期被雨水冲刷导致材料表面的桦木纤维及着色剂大量剥落,降低了材料界面结合强度,从而导致材料性能明显下降。     

碱处理对SF/PP木塑复合材料力学性能的影响

采用不同碱处理浓度、处理时间对剑麻纤维(SF)进行表面改性,通过与聚丙烯树脂(PP)混合、塑炼、模压成型制备SF/PP木塑复合材料。研究了剑麻纤维(SF)表面的碱处理方法、含量对SF/PP木塑复合材料力学性能的影响,借助光学显微镜和扫描电子显微镜对SF纤维和复合材料的冲击断面进行微观结构分析。结果表明:碱处理能够提高SF/PP木塑复合材料的力学性能。在碱浓度为10%时,处理时间为4h,SF含量为20%时,冲击强度为15.78kJ.m-2达到最大值,弯曲强度和弯曲模量随着SF含量的增加出现增大的趋势。     

阻湿剂对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能与微观结构的影响

为探讨阻湿剂氯化石蜡、甘油对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能、微观结构及化学结构的影响,采用热压成型方法制得添加2种阻湿剂的复合材料。分别测试麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的力学性能、吸水率和吸湿率变化,采用FTIR分析其官能团的变化,测试接触角分析其润湿性能,并用体视显微镜观察分析复合材料弯曲断面微观结构。结果表明:添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量最大,比未添加复合材料分别提高67%、129%,添加甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料冲击强度较大,比未添加复合材料提高44%;添加氯化石蜡和甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料2 h吸水厚度膨胀率小于未添加复合材料;随着吸湿时间的增加,3种复合材料吸湿率均呈上升趋势,其中添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料吸湿平衡率最小为4.3%;添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的弯曲断面微观结构较好,内部结合紧密,表面纤维暴露较少,阻湿性最好。      

植物纤维增强LDPE复合材料的性能研究

以纸纤维和低密度聚乙烯（LDPE）为原料,经配方改性后,利用双螺杆挤出机共混挤出造粒,最后注塑成型复合材料试样。研究了纸纤维的用量、相容剂LDPE-g-MAH的用量及发泡剂AC的用量对该复合材料力学性能的影响。结果表明：纸纤维添加质量分数为40%～50%时,复合材料的拉伸性能最佳,弯曲强度较好;LDPE-g-MAH的加入提高了复合材料的力学性能,且当LDPE-g-MAH添加质量分数为5%时,复合材料的综合性能较好;发泡后复合材料的密度下降,但冲击强度、拉伸强度、弯曲强度都有不同程度的提高,当AC添加质量分数为3%时,复合材料的综合性能较佳。     

植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

以聚丙烯（PP）、废瓦楞纸板制取的植物纤维为原料,采用马来酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂为界面相容剂,研究了植物纤维增强PP复合材料的力学性能。结果表明：未添加界面相容剂时,随着植物纤维用量的增加,复合材料冲击强度急剧下降,弯曲强度和拉伸强度上升;添加界面相容剂MAH—g—PP后。当植物纤维的质量分数为30％时,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均达到最大值;在MAH—g-PP、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂三者中,MAH—g—PP改善植物纤维与PP之间的界面相容性效果最佳;当MAH-g-PP添加质量为植物纤维添加质量的10％时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度及综合性能最佳。     

Mechanical behaviour of agro-residue reinforced poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), (PHBV) green composites: A comparison with traditional polypropylene composites

Novel green composites were successfully fabricated by incorporating agro-residues as corn straw (CS), soy stalk (SS) and wheat straw (WS) into the bacterial polyester, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), PHBV, by melt mixing technique. Effects of these biomass fibers on mechanical, thermal, and dynamic mechanical properties of PHBV were investigated. A comparative study of biomass fiber-reinforced polypropylene composite systems was performed. The tensile and storage modulus of PHBV was improved by maximum 256% and 308% with the reinforcement of 30 wt.% agricultural byproducts to it. For equal amounts of (30%) biomass fibers, tensile and flexural modulii of PHBV composites showed much higher values than corresponding PP composites. Alkali treatment of wheat straw fibers enhanced strain @ break and impact strength of PHBV composites by ∼35%, hardly increasing strength and modulus compared to their untreated counterparts. DMA studies indicated better interfacial interaction of PHBV with the biomass fibers than PP. Scanning electron microscopy (SEM), used to study the morphology of composites, also revealed similar outcomes.     

Improvement of impact property of natural fiber–polypropylene composite by using natural rubber and EPDM rubber

In this research, vetiver grass was used as a filler in polypropylene (PP) composite. Chemical treatment was done to modify fiber surface. Natural rubber (NR) and Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) rubber at various contents were used as an impact modifier for the composites. The composites were prepared by using an injection molding. Rheological, morphological and mechanical properties of PP and PP composites with and without NR or EPDM were studied. Adding NR or EPDM to PP composites, a significant increase in the impact strength and elongation at break is observed in the PP composite with rubber content more than 20% by weight. However, the tensile strength and Young’s modulus of the PP composites decrease with increasing rubber contents. Nevertheless, the tensile strength and Young’s modulus of the composites with rubber contents up to 10% are still higher than those of PP. Moreover, comparisons between NR and EPDM rubber on the mechanical properties of the PP composites were elucidated. The PP composites with EPDM rubber show slightly higher tensile strength and impact strength than the PP composites with NR.     

麦秸纤维含量和粒径大小对聚乳酸力学性能和结晶度的影响

选用三种粒径的麦秸纤维分别与聚乳酸(PLA)粉末组成各种配方,采用挤出注塑的方法制成复合材料。通过红外光谱分析、力学性能测试、断口扫描电镜(SEM)分析以及差示扫描量热(DSC)测试探索了试样的力学性能和结晶度变化趋势,并对结果进行了理论分析,最终确定最佳配方为精细处理且纤维含量为15%的C3组分,此时复合材料的结晶度达到43.44%,玻璃化温度为63.53℃,与纯PLA比较分别提高了29.3%和6%,拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性与纯PLA相比有轻微降低,分别为51.07 MPa,55.16 MPa,4.08 kJ/m2。     

GF对SPTW/PP电商包装复合材料力学性能的影响

目的研究玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/六钛酸钾晶须(SPTW)复合材料力学性能的影响。方法首先选用硅烷偶联剂KH550对六钛酸钾晶须进行改性,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过在PP/SPTW复合材料中引入不同质量分数的玻璃纤维(GF),利用熔融共混法制得一系列PP/SPTW/GF复合材料。采用SEM观察冲击断面结构和XRD观察复合材料晶型结构,并比较引入不同质量分数的GF后PP/SPTW复合材料力学性能的变化。结果当复合材料中GF质量分数为5%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最佳,分别提升了18.38%,16.31%,20.24%;当复合材料中GF质量分数大于5%时,复材料的力学性能开始下降。结论在复合材料中引入GF后,能够明显改善复合材料的力学性能,且随着GF质量分数的逐渐增加,复合材料的力学性能整体呈现出先上升后下降的趋势。     

混杂工艺对椰壳-大麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响

采用正交分析法,讨论混杂工艺和复合工艺对椰壳-大麻/聚丙烯（PP）复合材料力学性能的影响。结果表明,混杂处理后的椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能均比相同复合工艺条件下的大麻/PP复合材料有较大程度的改善。椰壳纤维与大麻纤维质量比对混杂椰壳-大麻/PP复合材料力学性能影响最大,且混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随椰壳纤维含量的增加而线性增大;混杂针刺毡中PP纤维质量分数对混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度影响较大,最初混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度随PP纤维质量分数的增加而减小,随后又随PP纤维质量分数的增加有一定程度的增大,而混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗拉强度则随PP纤维质量分数的增大而线性减小;混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随复合层压温度的升高呈下降趋势。