次磷酸铝对木粉/高密度聚乙烯复合材料阻燃及力学性能的影响

以次磷酸铝(AHP)为阻燃剂对高密度聚乙烯(HDPE)基木塑复合材料进行阻燃改性。采用锥形量热、垂直燃烧、极限氧指数(LOI)系统评价复合材料的阻燃性能。通过拉伸强度、无缺口冲击强度、弯曲强度等测试,探讨了复合材料的力学性能。并通过热失重分析、扫描电镜对AHP阻燃木粉/HDPE(WF/HDPE)复合材料的机理进行分析。结果表明,AHP、木粉(WF)及WF中的结合水构成膨胀阻燃体系,AHP质量分数为30%时,WF/HDPE复合材料达到垂直燃烧V-0级别,LOI值达到25.5%,阻燃性能显著提高。AHP的加入使WF/HDPE复合材料的力学性能有所下降。

废旧高密度聚乙烯/木粉复合材料的改性研究

采用自制的聚乙烯与三单体固相接枝共聚物(GPE)对废旧高密度聚乙烯/木粉复合材料进行改性。与其他界面改性剂相比,GPE能有效改善复合材料的界面相容性,提高复合材料的力学性能和耐热性,但对其流变性能影响不大。

石蜡／高密度聚乙烯／木粉／石墨复合相变储能材料的制备及性能

以石蜡为相变材料,高密度聚乙烯(HDPE)为支撑材料,木粉(WF)为载体材料,石墨为填料,采用加热共熔法制备石蜡/HDPE/WF/石墨复合相变储能材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、步冷试验和渗漏实验等对复合相变材料进行性能测试。结果表明,石蜡质量分数为50%,WF质量分数为10%,石墨质量分数为4%时,该复合相变材料结构稳定,密封性能优异,热稳定性好,相变温度为60.1℃,相变潜热为93.71 J/g,渗漏率低,应用前景广阔。

高密度聚乙烯/木粉复合材料熔融性能及表面张力的研究

探讨了木粉及马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)对高密度聚乙烯(HDPE)/木粉复合材料熔融性能及表面张力的影响。结果表明:复合材料的起始熔融温度均略高于纯HDPE的,熔融峰的面积及形状介于纯木粉与纯HDPE之间,复合材料的表面张力及其极性组分均随木粉的质量分数逐渐增加。使用MAPE将提高复合材料熔融峰的面积,复合材料更难被熔化。质量分数为5%、10%的MAPE的复合材料的表面张力较低;而质量分数为15%及20%的MAPE的复合材料的表面张力与无MAPE的复合材料的基本相等。

木质素-木粉/高密度聚乙烯复合材料的制备及阻燃性能

将生物质可再生资源木质素(Lig)和一种P-N-B系阻燃剂单独或复配使用添加到木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)混合物中,通过挤出成型的方式制备Lig-WF/HDPE复合材料,探究了Lig对阻燃型Lig-WF/HDPE复合材料阻燃性能的影响。锥形量热仪测试结果表明,Lig的加入能有效降低Lig-WF/HDPE复合材料的热释放速率,提高残余物质量。Lig添加量为15wt%时Lig-WF/HDPE复合材料的阻燃效果最佳,但发烟量较大。Lig与P-N-B系阻燃剂复配使用可使(P-N-B)-Lig-WF/HDPE复合材料的发烟量明显降低,阻燃性能进一步提高。Lig添加量为5wt%、P-N-B系阻燃剂添加量为10wt%时,(P-N-B)-Lig-WF/HDPE复合材料的极限氧指数从未添加阻燃剂WF/HDPE复合材料的24.3提高到27.3,且力学性能较两种阻燃剂单独使用时有提升。

短切碳纤维表面处理对木粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

木粉(WF)填充增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料具有良好的环境效益,少量引入短切碳纤维(SCF)可进一步提高其力学性能。为改善SCF与WF/HDPE复合材料中塑料基体的界面结合,提高SCF在WF/HDPE复合材料中的增强作用,采用气相、液相及气液双效氧化3种表面处理方式处理SCF,通过挤出工艺制备短切碳纤维增强木粉/高密度聚乙烯复合材料(SCF-WF/HDPE),探讨了不同处理方法对SCF-WF/HDPE复合材料性能的影响。SEM观察显示,表面处理增大了SCF的表面粗糙度,可提高其与基体的界面结合;动态力学性能分析证实碳纤维提高了存储模量。测试结果表明:表面处理过的短切碳纤维可使SCF-WF/HDPE复合材料的力学性能、热力学性能和蠕变性能均得到显著提高,其中气相表面处理的效果最好。对比WF/HDPE复合材料,SCFWF/HDPE的拉伸强度提高了34.5%,弯曲强度提高了23%,冲击强度提高了54.7%。

碳布位置对木粉/高密度聚乙烯复合板性能影响

引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm表层木塑板)、CF151(1 mm表层木塑板+碳布+5 mm芯层木塑板+碳布+1 mm表层木塑板)、CF070(碳布贴在最外层)、CF7(不添加碳布的空白实验)。研究结果表明,CF070复合材的弯曲强度最大;CF151的弹性模量最大,即碳纤维放在近表层位置时,弯曲性能较好,但拉伸时木塑表层容易拉断;放在靠近中心位置时复合材的拉伸强度和冲击强度提高幅度较大。综合考虑各性能,表层厚度为2 mm时可最大程度发挥碳布优势、增强木塑复合材料力学性能。

三聚氰胺聚磷酸盐/次磷酸铝阻燃高密度聚乙烯/木粉复合材料的制备与性能研究

采用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和次磷酸铝(PAH)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)为相容剂,通过熔融共混,制备阻燃木粉(WF)-高密度聚乙烯(HDPE)复合材料(HDPE/WF)。探索了三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与次磷酸铝(PAH)组成的二元体系中MPP与PAH的最佳质量比,采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)研究了阻燃HDPE/WF的阻燃性能,采用热重分析(TGA)研究了阻燃HDPE/WF的热分解过程,用扫描电镜(SEM)观察了阻燃HDPE/WF燃烧炭层的形貌。结果表明:当MPP和PAH的质量比为3∶2时,阻燃HDPE/WF的阻燃效果达到最好,LOI值为29.6%,垂直燃烧UL-94通过V-0级。TGA研究表明:MPP/PAH阻燃体系对HDPE/WF的热起始分解温度没有太大影响,但却提高了材料在高温时的热稳定性,同时提高材料的成炭性能。通过SEM观察得到:炭层密度增加,有效阻止了氧气入到材料的内部并降低了导热性,也使得内部可燃性气体无法逸出,从而提高材料的阻燃性。

高密度聚乙烯/稻壳复合材料老化性能的研究

研究了放置在室温、阳光曝晒和户外阴面自然环境中的高密度聚乙烯（HDPE）/稻壳复合材料的材色和弯曲疲劳/蠕变性能.结果表明：在阳光和户外阴面自然环境中,该材料的材色变化较大,尤其是前2个月,材料变白变黄,且因潮气致其发霉,6个月后,材料产生的色差△E^＊高达20.64;在阳光和户外阴面自然环境中放置2,4,6个月后,材料的抗弯强度下降3.17%^19.20%,抗弯弹性模量下降3.23%^16.38%,而且其疲劳/蠕变性能也有一定下降;2个月后,材料产生的应变约为室温时的1.1^1.2倍,4个月后,由于温湿度、紫外线和光照强度降低,材料产生的应变减小,6个月后,材料产生的应变反而比室温时小;六元件模型能比四元件模型更好地模拟材料的疲劳/蠕变行为;材料的弹性变形与应力水平无明显关系,其黏弹性变形和黏性变形均随应力水平的增加而增大,且符合时间-温度-应力等效原理.

高密度聚乙烯/植物纤维复合材料性能研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列的高密度聚乙烯(PE–HD)/木粉(WF)和PE–HD/秸秆粉(SF)复合材料,研究了马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)及丙烯酸酯接枝聚乙烯(PE-g-AE)的用量对复合材料的拉伸性能、冲击性能和熔体流动速率(MFR)的影响,并对PE–HD/WF与PE–HD/SF复合材料的性能进行了比较。结果表明,PEg-MAH和PE-g-AE均可增韧PE–HD/WF和PE–HD/SF复合材料,PE-g-AE的增韧效果总体上优于PE-g-MAH;PE-g-MAH和PE-g-AE降低了PE–HD/WF复合材料的拉伸强度,但对PE–HD/SF复合材料有一定的增强作用;PE-g-MAH和PE-g-AE可在一定程度上提高PE–HD/WF复合材料的MFR,而PE–HD/SF复合材料的MFR总体上随PE-g-AE用量增加而增大,随PE-g-MAH用量增加而减小;在PE-g-AE作用下,除拉伸强度外,PE–HD/SF复合材料的冲击强度、断裂伸长率、MFR总体上均高于PE–HD/WF复合材料;当PE-g-AE的用量为其与PE–HD总质量的5%时,PE–HD/SF复合材料的综合性能最佳。

高密度聚乙烯木塑复合管的研制

采用双螺杆挤出制备高密度聚乙烯/木塑复合材料,研究各组分及配比对复合材料性能的影响,并制备了木塑复合管材。结果表明,当木粉含量在60份以内时,木塑复合材料的拉伸强度变化不超过2MPa,弹性模量随木粉含量的增加而增大,但韧性有一定的下降,复合材料具有良好的加工流动性。增容剂对HDPE/木粉复合材料都起到了一定的增强效果,针状硅灰石的加入明显提高复合材料的拉伸强度和弯曲模量。所制备的木塑复合管材的线性收缩率为1.8%,拉伸强度为29MPa,弯曲模量为1400MPa,线膨胀系数为1.33×10-4/℃。

不同聚乙烯基塑木复合材料的性能

采用注塑工艺制备高密度聚乙烯(HDPE)基、低密度聚乙烯(LDPE)基及HDPE、LDPE混合基塑木复合材料(WPC),同时制备了纯HDPE及LDPE试样,对比研究了不同试样的吸水率、吸水尺寸稳定性、受热尺寸稳定性、耐冷热循环性、抗低温冻融性及抗冲击性能。结果表明,纯塑料的吸水率及吸水后尺寸变化率均较低,但是,受热后正反面尺寸变化相差较大,冷热循环后尺寸变化较大;当形成WPC后,试样的吸水率及吸水后尺寸变化率显著升高,其中,HDPE与LDPE混合基体的WPC的吸水率最高,其值为1.57%,宽度和厚度尺寸变化率分别为0.11%和1.08%;受热后,正反面尺寸变化率差值减小,耐冷热循环能力得到显著提升;HDPE及其WPC的弯曲强度与LDPE及其WPC相比较高,但是,后者的抗冻融性能及抗冲击性能与前者相比较好。

木粉／高密度聚乙烯复合物的紫外耐候光稳定性（Journal of Applied Polymer Science

木-塑复合物用于建筑中的非结构或半结构应用正受到越来越多的关注，由于需要进行大量的室外应用，其耐久性倍受瞩目。材料暴露在紫外光下会导致光降解，而光降解又导致其外观和／或机械性能的下降。通常光降解可以通过添加光稳定剂加以缓解。在本研究中，作者考察了木粉／高密度聚乙烯复合物在加速耐候试验中的性能变化。

不同聚乙烯基塑木材料水热老化性能分析

以高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及两者混合物为基体,以木粉为填料,制备塑木复合材料(WPC),对比研究了3种WPC在60和90℃水热环境中的老化性能。结果表明,所有WPC在温度为60或90℃条件下的吸水率及尺寸变化率均随浸泡时间的延长而增加,并且,呈现先快速增加、后逐渐缓和的趋势,混合基体WPC的吸水率和尺寸变化率在同样的时间段均高于其他2种WPC;经水热老化后,所有WPC的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均有下降,当温度为60℃时,LDPE基的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度下降均较显著,保持率分别为96.22%、93.76%和92.66%;当温度为90℃时,LDPE基的拉伸强度及冲击强度下降均较显著,保持率分别为89.44%和87.20%,HDPE/LDPE混合基WPC弯曲强度下降较显著,保持率为88.76%;扫描电子显微镜照片显示,水热老化使WPC的内部结构发生了一定程度的破坏,90℃下破坏程度较显著。

乙烯-丙烯酸共聚物原位接枝木粉及其对HDPE/木粉复合材料性能影响研究

采用一步法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)原位接枝木粉复合材料,并研究了EAA含量、木粉含量和不同丙烯酸(AA)含量的EAA对HDPE/木粉复合材料拉伸和弯曲性能的影响规律。在HDPE/木粉复合材料熔融混合过程中,在热和剪切力的作用下,EAA分子链上的—COOH与木粉(WF)表面的—OH发生化学反应,实现了对木粉的原位接枝,提高了木粉与HDPE的相容性,从而提高了HDPE/木粉复合材料的拉伸和弯曲性能。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热失重分析(TG)表征了EAA对木粉的原位接枝,并采用高低温双立柱试验机研究了HDPE/木粉复合材料的拉伸、弯曲性能。研究表明,EAA在HDPE/木粉复合材料的熔融制备过程中成功地接枝到了木粉表面,提高了木粉与HDPE的相容性及HDPE/木粉的拉伸和弯曲强度。

多功能磷酸酯共聚物阻燃HDPE木塑复合材料的性能

以1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷、多聚磷酸、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、双酚A型环氧树脂和三聚氰胺为原料合成磷酸酯共聚物,以其为阻燃剂对高密度聚乙烯(HDPE)/木粉(WF)木塑复合材料进行阻燃改性,并评价了阻燃剂含量对复合材料阻燃性能、力学性能和热性能的影响。结果表明:集酸源、气源和碳源为一体的磷酸酯共聚物的热稳定性明显高于常规磷系阻燃剂,阻燃剂含量为20%(w)时,HDPE/WF复合材料的垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级,极限氧指数高达31.5%,残炭量提高了21.5%(w);随阻燃剂含量增加,复合材料的拉伸强度呈先上升后下降的趋势。

木粉的碱化处理对木塑复合材料性能的影响

采用木粉填充高密度聚乙烯(HDPE)制备复合材料。为增强亲水性的木粉和憎水性的HDPE基质之间的化学亲和力,对木粉碱化处理。研究了相容剂用量和木粉的碱化处理对复合材料力学性能的影响。结果显示,马来酸酐接枝HDPE可明显提高复合材料的力学性能,表现出很好的增容效果;与用未碱化处理的木粉填充的复合材料相比,木粉的碱化处理使复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别下降20.4%和36.2%;在不使用相容剂的情况下,木粉的碱化处理也会使复合材料的拉伸强度下降,但在使用适量相容剂后,则可使复合材料的拉伸强度从未处理时的30.3MPa提高到36.5MPa,与纯HDPE相比,拉伸强度提高了44.8%。

APP对木粉-HDPE复合材料阻燃和力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)对木粉-HDPE复合材料(WF-HDPE)进行阻燃处理,用锥形量热仪系统评价复合材料的阻燃性能,并进行等温燃烧反应动力学分析,用万能力学试验机进行静态力学试验。结果表明,在35 kW/m2热辐射流量下,APP添加量达到15%时,WF-HDPE燃烧热释放速率(RHR)峰值和总热释放量(THR)均降低约50%、成炭率提高150%,表现出显著的阻燃作用;可用动力学模型ln(1-α)=-kt+C描述WF-HDPE的等温燃烧反应,APP的加入使反应速率常数k降低、半衰期延长。APP对WF-HDPE的冲击性能有显著的不利影响,但能改善刚性,对弯曲强度和拉伸强度影响不大。综合阻燃性能与力学实验结果,APP的适宜添加量为15%左右。

木粉/HDPE复合材料的力学性能与流动性能

用木粉与高密度聚乙烯 (HDPE)复合制备了能代替木材的复合材料。考察了木粉含量、粒度、界面相容剂用量对复合材料力学性能、流动性的影响。结果表明 ,复合材料的弯曲强度随木粉含量的增加而提高 ,冲击强度随木粉含量的增加而下降 ;弯曲强度随木粉粒度减小显著降低 ,而冲击强度先有所升高而后降低 ;界面相容剂能有效改善材料的性能 ,其较佳用量约为 5 % (质量分数 )

氢氧化铝对PE-HD/木粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响

对Al(OH) 3 阻燃的高密度聚乙烯 /木粉复合材料研究结果表明 :随木粉和Al(OH) 3 添加量的增加 ,Al(OH) 3对复合材料的阻燃效率增加 ,高木粉添加量的复合材料氧指数达 2 7.1% ,Al(OH ) 3 的阻燃效率达 0 2 0 3。增加木粉含量 ,复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显提高 ;但Al(OH) 3 对拉伸强度的影响不大 ,而明显提高弯曲强度。增加木粉和Al(OH) 3 的含量 ,均能明显降低复合材料的冲击强度 ,破坏复合材料的韧性。