纳米HA对PLA/PCL复合材料降解性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体,添加聚己内酯(PCL)以及羟基磷灰石(HA)熔融共混得到PLA/PCL/HA复合材料,研究其力学性能与降解性能。结果表明,当材料配方为PLA80/PCL20/HA5时,复合材料的综合力学性能最好,断裂伸长率从5%提升至40%;通过差示扫描量热仪(DSC)测试了复合材料的结晶性能,HA的加入起到异位成核点的作用,结晶度从2.6%提升至8.9%,玻璃化转变温度从60.13℃降至56.84℃,扫描电镜(SEM)观察了复合材料的界面相容度,发现HA的加入提升了PLA与PCL的相容度;通过水解降解过程中的pH值测试与三维超景深显微镜观察得知,由于HA在水解过程中溶解脱落,使得复合材料整体被破坏,水解速率快于纯聚乳酸。

AC/ZnO发泡剂系对植物纤维增强淀粉复合发泡材料性能的影响

用偶氮二甲酰胺(AC)/氧化锌(ZnO)作为发泡剂系制备植物纤维增强淀粉复合发泡材料并讨论其含量对该材料性能的影响。通过TGA曲线确定偶氮二甲酰胺(AC)/氧化锌(ZnO)的最佳比例为2∶1;在温度为25℃,RH=50%的环境下保持7d,通过力学性能检测,该材料具有良好的拉伸强度和断裂伸长率,分别为6.38MPa、91.3%;通过回弹率和孔隙率计算分析得出结论:AC/ZnO发泡剂系对复合发泡材料发泡效果有显著的影响,当AC/ZnO发泡剂系含量为总质量的1.5%时,复合发泡材料具有最佳回弹性和最高孔隙率,分别为87.6%、91.6%。

不同发泡剂制备废纸浆增强淀粉基复合发泡材料性能的对比

分别以水、碳酸氢氨、偶氮二甲酰胺/氧化锌(m(AC)/m(ZnO)=2∶1)为发泡剂,废纸浆为增强体,木薯淀粉为基质,聚乙烯醇(PVA)为增韧体,甘油和尿素作为复合增塑剂,辅以其它的各种助剂,利用挤出发泡法制备出可生物降解复合发泡材料,它们分别记作WPS、NPS、APS。并分别讨论和比较这些发泡材料的密度、发泡倍率、吸水性、热稳定性以及泡孔形态。研究结果显示,随着发泡剂含量的增加材料的表观密度先减少后增加,发泡倍率、吸水率则先增加后减少;NPS的热稳定性能最佳,APS稳定性次之,WPS稳定性最差;随着发泡剂含量的增加,材料泡孔数量先增加后减少,孔径先减小后增大,APS泡孔大小较WPS、NPS分布均匀,泡孔数量较WPS、NPS分布多。

废纸浆增强HDPE复合材料的力学性能

将废旧瓦楞纸板粉碎制浆,与高密度聚乙烯通过注塑成型制备废纸浆/HDPE复合材料。研究了废纸浆含量,相容剂HDPE-g-MAH和LDPE-g-GMA,加工助剂S-105、TKM-M80和Deoflow A对废纸浆/HDPE复合材料力学性能的影响,通过扫描电镜SEM分析了复合材料的冲击断面,结果表明,HDPE-g-MAH和TKM-M80共同增容的废纸浆/HDPE复合材料的力学性能得到明显提升。SEM电镜分析表明,经HDPE-g-MAH和TKM-M80增容后的复合材料,纸浆纤维和HDPE界面模糊,相容性很好。

聚合物振动诱导单螺杆熔融塑化过程(Ⅱ) 轴向振动对熔融过程的影响

在本文(Ⅰ)报所建立的物理模型以及解析模型的基础上,推导出振动诱导单螺杆挤出机的熔融段长度和固体床分布方程.使用低密度聚乙烯(LDPE)进行实例计算,得出熔融速率随振动频率和振幅的增加而增加,熔膜厚度和熔融段长度随振动频率和振幅的增加而减少.当振动强度达到某一极限值后,熔融速率、熔膜厚度和熔融段长度不再随振动参数的变化而变化.最后运用剖分料筒实验验证了上述结论的正确性,理论计算值与实验结果符合得很好.

纯振动场作用下聚合物粘弹性能的微观研究

通过对聚合物大分子与其他低分子的比较,指出了聚合物大分子具有独特分子结构、大的相对分子质量和长的分子链,以及由此引起的一系列特有的物理化学性能。从微观的角度解释了振动场作用下,聚合物大分子的运动情况,提出了聚合物大分子在振动状态下的橡皮筋模型,比较了直接加热与纯振动场作用下两种不同换能方式对聚合物固体材料塑化性能的影响,得出了纯振动场作用比直接加热更能促进聚合物材料塑化的结论。按照橡皮筋模型的原理,建立了相应的力学模型,运用偏微分方法对该力学模型进行求解,找出了振动场对高聚物的作用机理。

废纸浆/HDPE复合发泡材料的流变行为及发泡形态

将废旧瓦楞纸板粉碎制浆,与HDPE(高密度聚乙烯)通过模压成型制备了废纸浆/HDPE发泡复合材料。利用英国Rosand双料筒毛细管流变仪,在线研究了发泡剂AC含量、废纸浆含量、温度以及吸热、放热和平衡发泡剂对废纸浆/HDPE复合发泡材料的流变行为的影响,并在SEM下观察了不同AC含量和废纸浆含量对发泡形态的影响。结果表明:废纸浆/HDPE复合发泡材料熔体表现为假塑性流动特征,当剪切速率达到600s-1时,出现管壁滑移现象。发泡剂AC能明显降低熔体黏度,随着AC含量的增加,熔体黏度下降。随着废纸浆含量的增加,熔体黏度增加。当剪切速率小于275s-1时,随着温度的升高,熔体黏度降低;当剪切速率大于275s-1时,熔体黏度反而随着温度的升高而升高。当剪切速率小于325s-1时,吸热型发泡剂(NaHCO3)熔体黏度最高;当剪切速率大于325s-1时,放热型发泡剂AC熔体黏度最高。通过SEM观察发现,随着发泡剂AC含量的增加,泡孔数量增加,孔径变小;随着废纸浆含量的增加,泡孔数量减小,孔径增大,泡孔合并现象严重。

废纸浆纤维增强淀粉基复合发泡材料的制备及其性能

以NH4HCO3为发泡剂,废纸浆纤维为增强体,玉米淀粉、PVA为基质,甘油和尿素作为复合增塑剂,辅以其它的各种助剂,利用挤出发泡法制备出一种可生物降解的复合发泡材料。并分别讨论该发泡材料的密度、发泡倍率、吸水性、回弹性以及泡孔形态。研究结果显示,材料的密度随着发泡剂含量的增加先减少后增加,当发泡剂含量为1.2%时,材料的密度最小为0.16g/cm3;发泡倍率、吸水率、线性尺寸变化量均随着发泡剂含量的增加先增加后减少,且在发泡剂含量为1.2%时,均达到最大值;随着发泡剂含量的增加,材料泡孔数量先增加后减少,孔径逐渐增大;当废纸浆含量为20%时,材料的泡孔数量多,孔径较小且分布比较均匀;当复合增塑剂含量为30%时,淀粉与废纸浆相容性较好,材料泡孔数量较多,且泡孔大小分布均匀。

聚乳酸/癸二酸二苯基二酰肼的制备及其性能

为改善聚乳酸(PLA)的结晶性能,以癸二酸二苯基二酰肼(TMC)为成核剂,采用熔融共混法制备PLA/TMC共混物,研究成核剂TMC的含量对聚乳酸结晶性能、热性能及力学性能的影响。结果表明,成核剂TMC对PLA有良好的异相成核作用,纯PLA在以10℃/min的速率降温过程中没有结晶峰,而添加成核剂TMC后,PLA有明显的结晶峰,并且随着TMC含量的增加,PLA的冷结晶温度从117.03℃降低至110.60℃。成核剂的加入使得PLA球晶密度增加且尺寸减小。当添加TMC的质量分数为0.8%时,PLA的断裂伸长率提高了26.4%。

废纸浆增强玉米淀粉基复合材料的制备及其力学性能研究

以甘油和尿素作为混合塑化剂、废纸浆为增强体,玉米淀粉、聚乙烯醇为基体,利用熔融共混法制备了废纸浆增强玉米淀粉复合材料。研究了混合增塑剂、废纸浆、水含量、氢氧化钠浓度对复合材料力学性能的影响。力学性能测试结果表明,甘油和尿素混合塑化剂对复合材料有反增塑作用,当甘油/尿素含量分别为10/20份时,拉伸强度最佳为10.26MPa;氢氧化钠浓度为4%时,复合材料综合力学性能最好;废纸浆对复合材料有增强作用,当含量为35份时,拉伸强度最佳为11.35MPa;随着含水率的增加,材料的拉伸强度降低,断裂伸长率先增加后降低;扫描电镜观察发现,甘油和尿素混合塑化剂能够增塑淀粉,很好的改善废纸浆和玉米淀粉之间的相容性。

淀粉/PVA复合材料挤出发泡片材的制备及性能

以木薯淀粉、聚乙烯醇(PVA)为基质,Na HCO_3为发泡剂,甘油和一定浓度Na OH水溶液按配比作为复合增塑剂改性淀粉,辅以其他各种助剂,利用单螺杆发泡片材挤出机熔融挤出发泡制备一种可生物降解的复合发泡材料。重点探究了淀粉含量、甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量对复合发泡材料表观密度及回弹率的影响,Na HCO_3发泡剂含量对复合发泡材料发泡形态的影响。研究结果表明:随着淀粉含量、甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量的增加,材料表观密度先减小后增大,回弹率则先增大后减小,当淀粉含量为55份,PVA含量为45份,甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量为20份时,材料的表观密度及回弹率表现最佳,发泡剂Na HCO_3含量为3份时,材料泡孔形态表现最佳。

HDPE/杨木粉复合发泡材料的制备及其性能研究

以杨木粉为主要填充剂,偶氮二甲酰胺(AC)与氧化锌(ZnO)复配物为发泡剂,高密度聚乙烯(HDPE)为高分子基材,采用两步模压发泡法制备了HDPE/木粉复合发泡材料。研究了不同质量分数的木粉和不同含量的AC/ZnO复配发泡剂对复合发泡材料的发泡性能、回弹性能以及吸水性能的影响。结果表明,随着木粉或者发泡剂含量的增加,复合材料的发泡性能呈现出先变强后减弱的趋势,而吸水率则持续上升,一段时间后达到一个饱和值;当木粉质量分数为30%时,复合材料的表观密度和含气率达到最大值,当AC/ZnO复配发泡剂质量分数在15%时,复合发泡材料的表观密度、回弹性能表现出最优。

振动场作用下聚合物的新型动态塑化熔融模型

将振动场引入聚合物塑化挤出的全过程,建立了振动挤出机的聚合物动态解析熔融模型．振动场的引入使挤出机的熔融塑化能力得到了很大的提高,熔融段的长度随着振动频率和振幅的增大而减少．在该模型中,随着熔融过程的进行,熔体的厚度缓慢增加,而固体床缓慢减少,直到聚合物熔体填满整个螺槽横截面;在稳定情况下,熔融段的长度不变,聚合物颗粒进入料筒的速度与挤出机的熔融速度以及产量相等．但是,当熔融段的长度达到某一稳定值后,再增大振幅或频率,熔融段的长度不再发生明显的变化．用该模型能很好地预测振动挤出机的成型参数,得到优化条件．将计算值与实验值比较验证了各振动参数(振幅和频率) 对振动挤出机塑化熔融能力的影响．

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。

聚合物粘弹性及其力学模型

针对经典粘弹性力学模型不能准确描述聚合物材料力学行为这一缺点,建立了 一种能反映聚合物材料各种力学现象的力学模型,该模型可以准确地描述聚合物的蠕变 行为和应力松弛现象.利用具有不同弹性刚度和粘度的双弹簧双活塞元件,运用流变学和 弹性力学原理,得出了聚合物粘弹性的物理模型和数学表达式.文中最后讨论了交变载荷 下聚合物的粘流特性,并得到以下结论:(1)在交变载荷下,聚合物的粘性流动与振幅成 正比;(2)振动频率存在一个最佳值,只有当频率等于这个最佳值时,其对粘性流动的影 响才是最大的.

植物纤维增强PS木塑复合材料的性能研究

以木纤维、竹纤维和聚苯乙烯为主要原料,加入偶联剂、润滑剂、增塑剂等加工助剂,经挤出注塑制备聚苯乙烯/木纤维复合材料。研究了植物纤维种类和添加质量分数、偶联剂KH-550添加质量分数对PS木塑复合材料力学性能的影响。结果表明:木纤维和偶联剂的加入都使复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋势。当木纤维添加质量分数为25%,偶联剂KH-550添加质量为木纤维添加质量的1.5%时,复合材料具有最大的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率,分别为30.2MPa,86MPa和8.74%,缺口冲击强度随木纤维添加质量分数的增加而减小。木纤维和竹纤维填充的两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大。

纯振动场作用下聚合物熔融塑化过程(Ⅰ)理论模型及熔融机理

为了能够清楚、透彻、无干扰地研究振动场对聚合物材料熔融塑化过程的影响,建立了纯振动场作用下聚合物材料熔融塑化过程的物理模型,并对其熔融机理进行了深入的分析,提出了纯振动场作用下熔融过程的连续性方程、动量方程、能量方程以及本构方程,并运用复杂的数学推导,得到了纯振动场作用下聚合物固体床下降速度与振动参数的关系表达式。从公式中可以看出,振动场的引入可以提高熔融速度。本研究将会为聚合物新型成型加工工艺的制定以及成型加工设备的设计提供必要的理论支持。

发泡木塑复合材料发泡及成型工艺研究

介绍了发泡木塑复合材料的基本原料及发泡方法,同时对发泡木塑复合材料的主要成型工艺及其影响因素进行了说明,在此基础上指出了发泡木塑复合材料的研究趋势。

废纸浆/ABS复合材料的性能研究

研究了废纸浆、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS-g-MAH)用量以及发泡对废纸浆/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)复合材料的力学性能和吸水率的影响;通过扫描电镜SEM分析了SEBS-g-MAH对未发泡和发泡废纸浆/ABS复合材料的增容效果。结果表明:废纸浆用量为30份和SEBS-g-MAH用量为20份时,未发泡和发泡复合材料的拉伸性能和缺口冲击强度都达到最佳;吸水率随纸浆用量的增加而增加,SEBS-g-MAH用量为20份时,未发泡和发泡材料吸水率都达到最低。发泡后的复合材料的拉伸强度降低,冲击性能和吸水率升高。SEBS-g-MAH能有效地改善ABS和纸浆的界面相容性。

纯振动场作用下聚合物熔融塑化过程(Ⅱ)振动参数对熔融速度的影响

在已建立的纯振动场作用下聚合物熔融塑化过程物理模型和解析模型的基础上,推导出了聚合物熔融速率与振动参数的关系表达式。使用低密度聚乙烯(LDPE)进行实例计算,得出:纯振动场作用下,熔融速率随振动频率和振幅的增加而增加,并最后趋向一稳定值。最后运用多维振动实验台进行实验验证,实验结果与理论计算结果符合得很好,证明物理模型以及数学推导的正确性,为聚合物成型加工工艺制定及成型设备研制提供了理论依据。