基于响应面法的松木粉/TPS复合材料制备工艺优化

以松木粉和热塑性淀粉(TPS)为主要原料,PE为胶黏剂,AKD为改性剂,利用响应面Box-Behnken试验设计方法研究不同松木粉含量、模压温度、保压时间、模压压力对松木粉/TPS复合材料主要力学性能的影响,分析优化模压制备工艺。结果表明:松木粉/TPS复合材料较佳的模压制备工艺参数为:松木粉含量42%,模压温度151℃,模压压力14 MPa,保压时间11.2 min。在此条件下制备的松木粉/TPS复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度分别为15.7、7.41 MPa和3.43 kJ/m~2,与响应面预测值的误差均在6%以内,该模型预测的响应变量可信度高。

松木粉/聚醚砜树脂复合材料的制备及选择性激光烧结试验

以松木粉、聚醚砜树脂为材料,用SHR-10A型高速混合机制备松木粉/聚醚砜树脂复合粉末;用HRPS-ⅢA型激光粉末烧结快速成型机,遴选出复合粉末可用于选择性激光烧结工艺参数及适宜的预热温度,烧结成型。测量了不同松木粉质量比对复合粉末力学性能的影响,观察并测量了输入不同的能量密度时,烧结试件的成型效果和力学性能。结果表明:随着松木粉质量比的增加,木塑复合材料的力学性能降低。对于松木粉质量比为20%的木塑复合粉末,当输入的能量密度为0.128 J/mm3时,复合粉末即可成型;当输入的能量密度为0.312J/mm3时,木塑复合材料的拉伸强度达到4.846 5 MPa,弯曲强度为8.215 2 MPa,冲击强度为1.257 4 MPa,此时力学性能最强;若输入的能量密度大于0.312 J/mm3时,出现过烧现象,力学性能下降。采用扫描电镜对烧结件断面的形貌进行了表征。

松木粉/PVC复合材料蠕变性能研究

研究了松木粉不同添加量和不同应力水平条件下,松木粉/PVC复合材料的短期蠕变性能。研究结果表明,松木粉/PVC复合材料蠕变性能与松木粉添加量和应力水平强烈相关;采用Burgers模型可以很好地拟合试验得到的蠕变曲线,并进一步找到了各拟合参数与松木粉添加量和应力水平之间的回归方程式,为开发新的复合材料的配比和使用稳定性提供参考。

偶联剂与相容剂协同处理对马尾松木粉/PE复合材料性能的影响

为改善马尾松木粉/聚乙烯(PE)复合材料的性能,采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)对马尾松木粉进行表面处理,研究不同偶联剂与相容剂聚乙烯接枝马来酸酐(MAPE)协同处理对压制成型马尾松木粉/PE复合材料物理力学性能的影响。接触角测试与红外分析表明硅烷偶联剂成功接枝到木粉表面,且三种硅烷偶联剂处理均可降低马尾松木粉表面极性。三种硅烷偶联剂和MAPE均可提高复合材料的弯曲强度,同时会降低复合材料的吸水性和冲击强度。其中,利用KH550和MAPE协同处理制备复合材料的综合性能最好,处理后复合材料的静曲强度提高了88.55%、24 h吸水率降低了75.84%。

松木粉/ABS木塑复合材料的制备与性能研究

以化学改性松木粉(PWF)为增强材料,以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为基体,并添加少量多壁碳纳米管(MWNT),通过熔融挤出制备了适用于熔融沉积成型(FDM)技术的PWF/ABS木塑复合材料,对复合材料的力学性能、热性能和界面相容性进行了分析。结果表明,采用碱和硅烷偶联剂(KH590)对松木粉进行表面化学改性处理,能改善木塑复合材料的力学性能和热稳定性能;随着木粉的质量百分数增加,木塑复合材料的力学性能总体呈一个先上升后下降的趋势,在质量分数为15%时,其力学性能达到最佳,其中弯曲强度为75.77 MPa,拉伸强度为65.32 MPa,缺口冲击强度为3.98 kJ/m^2。添加少量MWNT可显著提高复合材料的力学性能,加入5%的MWNT后,其弯曲强度达到123.77 MPa,拉伸强度达到78.21 MPa,缺口冲击强度达到4.88 kJ/m^2,相对于未添加碳纳米管的复合材料,其弯曲强度、拉伸强度和缺口冲击强度分别提高了63%、19.7%和22.6%左右。该木塑复合材料线材可用于3D打印,具有良好的打印性能和力学性能。

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-SiO2),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-SiO2可以显著提高木塑复合材料的力学性能,随着nanoSiO2用量的增加,PLA/PWF/nano-SiO2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nanoSiO2用量为5%时达到最佳。PWF用量对PLA/PWF/nano-SiO2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/m2,相对于PLA/PWF木塑复合材料均提高了50%以上。该PLA/PWF/nano-SiO2木塑复合材料可应用于FDM型3D打印,具有良好的打印性能。