聚合物基复合材料用预处理秸秆纤维的研究进展

近年来,秸秆纤维在生物基复合材料的研发中备受关注。秸秆纤维具有丰富的物产资源和广阔的应用前景,但纤维表面含有大量羟基,与非极性聚合物基体的复合界面相容性较弱,导致其复合材料整体性能不佳。该文详细综述了秸秆纤维预处理的方法,包括物理法、化学法、生物法、物理化学联合法和其他预处理法,讨论了秸秆预处理方法对聚合物基复合材料性能的影响,比较了不同秸秆预处理技术的优缺点及应用前景,在此基础上对秸秆纤维预处理研究进行了展望,以期为新型复合材料的设计和开发提供参考。

秸秆纤维的改性对PBS复合材料性能的影响

采用改性剂改性后的玉米秸秆纤维增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS),利用热压工艺得到了秸秆纤维/PBS复合材料;研究了苯甲酸、硬脂酸、硅烷、壳聚糖及乙酸5种改性剂对经超声波处理后的秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响;采用EDS、SEM、FTIR及WXRD对改性前后的纤维及复合材料进行了分析。研究结果表明:5种改性剂对纤维均有改性效果,苯甲酸质量分数为2%～3%时,复合材料力学性能最优。

纤维素基填料制备PBS可降解复合材料的研究进展

本文对纤维素基填料增强热塑性复合材料制备过程中的填料改性技术、成形工艺、实际应用的国内外研究进展进行了综述,介绍了改性方法和制备工艺对纤维素基填料增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可降解复合材料性能的影响,探讨了纤维素基填料的化学改性和添加偶联剂对复合材料性能的影响,并结合实际应用情况,进一步对纤维素基PBS复合材料制备技术的发展趋势进行了展望。

不同处理方法及改性剂对秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响

采用不同的方法及改性剂处理秸秆纤维,并对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行共混改性,利用热压工艺得到了秸秆纤维/PBS复合材料。研究了水煮和微波处理工艺对秸秆纤维提取量的影响;研究了苯甲酸等改性剂的种类、添加量对秸秆纤维及秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响。采用扫描电子显微镜观察了秸秆纤维处理前后的表面形貌。研究结果表明:水煮工艺为煮沸30 min 2次,微波处理工艺为微波连续处理15 min时为最佳工艺;对比2种工艺,微波连续处理15 min得到的秸秆纤维比水煮处理后的更为疏松,比表面积更大,同时得到的秸秆纤维/PBS复合材料综合性能良好,并且在硬脂酸质量分数约为3.5%时复合材料的力学性能最优。

纤维改性对小麦秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响

利用NaOH对小麦秸秆纤维进行处理,同时采用了不同的蒸煮助剂和改性剂,以改变纤维自身物理性能及其表面化学性质。将改性纤维与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混,制备了秸秆纤维/PBS复合材料,并通过X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的纤维进行了分析和观测,研究分析了助剂和改性剂对复合材料性能的影响。结果表明:秸秆纤维经NaOH/4%Na2SO3处理,以及碱处理纤维经钛酸酯偶联剂NDZ201、环氧树脂E44改性,所得纤维增强复合材料的性能较为优异。

秸秆纤维对PBS复合材料的性能影响研究

采用秸秆纤维对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行改性,利用热压工艺得到了PBS/秸秆纤维复合材料;研究了秸秆纤维的添加量、处理工艺、偶联剂种类及添加量对PBS/秸秆纤维复合材料力学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了PBS/秸秆纤维复合材料的断裂面形貌。研究结果表明:采用质量分数为1.5%的壳聚糖作为偶联剂,得到的PBS/秸秆纤维复合材料的力学性能最好。

秸秆纤维/聚丙烯微发泡复合材料热老化性能

以秸秆纤维作为填充物、偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂制备了微孔发泡秸秆纤维聚丙烯复合材料,利用扫描电子显微镜、红外光谱测量仪等对秸秆纤维聚丙烯微发泡复合材料热老化后的性能进行了研究。结果表明,复合材料在热老化96 h时,力学性能下降幅度小,各项性能保持率较高,随着老化时间增加,复合材料的力学性能下降幅度超过90%,样品表面出现纤维脱落现象。随着老化时间的增加,复合材料断面粗糙度增加,出现裂缝和孔隙,并且复合材料内部的泡孔会发生合并和坍塌,泡孔平均直径增加泡孔密度减少,泡孔结构变差。

玄武岩纤维长度对麦秸秆/PBS发泡复合材料力学性能的影响

以麦秸秆/PBS发泡复合材料为基础,玄武岩纤维(BF)为增强纤维,制备了BF/WS/PBS发泡复合材料.研究了BF纤维长度对WS/PBS发泡复合材料力学性能的影响.结果表明,BF纤维的添加使复合材料的力学性能显著提高,随着BF纤维长度的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量先增大后减小,拉伸强度和冲击强度随纤维长度的增加而下降.当BF-WS总量为10%时,3 mm BF纤维增强复合材料拉伸强度比未添加BF纤维的提高了14.6%,6 mm BF纤维增强复合材料的弯曲强度达到最大值29.64 MPa,击强度分别比未添加BF纤维的提高了47.6%.当BF-WS总量增加至20%时,3 mm BF纤维的承载效果更加明显,其拉伸强度比未添加BF纤维的复合材料提高了27.5%.

秸秆纤维增强水泥基复合材料研究进展

秸秆纤维增强水泥基复合材料是一种利用秸秆纤维掺入水泥基材料而制成的复合材料,具有保温抗裂抗冲击等特性的同时也具有绿色环保的经济效益。通过分析与综述国内外秸秆纤维增强水泥基复合材料的制备技术、力学性能、耐久性能和保温性能的研究进展,总结了秸秆纤维增强水泥基复合材料作为一种经济环保新材料的诸多优点,并对未来进一步的研究及推广应用提出相关建议。

γ射线辐射对秸秆粉/PBS复合材料性能的影响

采用60Co-γ射线对秸秆粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料进行了辐射改性,研究了三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)的吸收剂量和辐射敏化剂含量对秸秆粉/PBS复合材料力学性能和热学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了秸秆粉/PBS复合材料在辐射改性前后的冲击断面。结果表明,当TAIC含量为2%时,秸秆粉/PBS复合材料经30 kGy剂量辐射后,其拉伸强度和弯曲强度分别提高了25%和39.8%;辐射对秸秆粉/PBS复合材料的热稳定性能的影响不明显;辐射增强了秸秆粉和PBS之间的界面粘结性。

酯化木素用于PBS-CTMP纤维复合材料界面改性的研究

木素与脂肪族酰氯通过酯化反应得到酯化木素,将酯化木素作为界面改性剂改性化学热磨机械浆(CTMP)纤维,并将其应用于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)-CTMP纤维复合材料,研究了酯化木素对改性后CTMP纤维制备复合材料性能的影响。接触角测定数据表明,与未反应木素相比,酯化木素的疏水性提高。PBS-CTMP纤维复合材料的力学性能显著提高,以质量分数为2.0%(相对于纤维)的酯化木素(以棕榈酰氯,n(—COCl)∶n(—OH)=3∶2合成)表面处理的纤维制备的复合材料,拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别较未处理CTMP纤维制备的复合材料提高了25.1%、22.4%和19.3%。扫描电镜(SEM)分析表明,以酯化木素处理过的纤维与基体之间,表现出更好的相容性。另外,在复合材料制备中加入酯化木素改性CTMP纤维,使复合材料的剪切黏度表现出一定程度的增加,但总体而言,在复合材料体系中添加酯化木素改性CTMP纤维对其加工性能影响不大。

PBS/木纤维阻燃型复合材料的燃烧动力学

以改性木薯渣纤维和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为原料结合膨胀阻燃剂(IFR)和碱式硫酸镁晶须(MHSH)制备了阻燃型PBS/木薯渣纤维复合材料。利用TG-DSC并结合C-R和Ozawa法分别对复合材料的热解过程、吸热量和燃烧动力学进行了分析。结果表明,5%的木薯渣作为炭源代替PBS,提高了材料的阻燃性能。随着热解升温速率的增加,阻燃材料的和均增大,热稳定性提高。当热解升温速率为20t/min时,70P/23I/5C/2M(PBS为70%,IFR为23%,木薯渣为5%,MHSH为2%)的热解吸热量为558.01kJ/kg。模型计算结果表明,与C-R法相比,通过Ozawa法得到的阻燃材料的活化能准确性更高。阻燃材料燃烧时,在其外部形成了一层膨化的具有隔热作用的致密炭层,阻止了内部聚合物基体进一步燃烧。从而有效地提高了复合材料的阻燃性能。

用于复合材料的小麦秸秆纤维性能及制备工艺

针对目前中国小麦秸秆利用率不高以及燃烧秸秆所带来的环境污染问题,该文研究了利用稀烧碱溶液处理小秸秆以制备用于复合材料的小麦秸秆纤维的性能及制备工艺,研究了氢氧化钠溶液质量分数、液固比、处理温度和处时间等工艺参数与小麦秸秆纤维失重率的关系,并对所制备的小麦秸秆纤维的强伸性能、表面性能进行了测试。结果明,小麦秸秆经稀烧碱溶液处理(氢氧化钠质量分数4%、液固比30mL/g、处理温度100℃、处理时间60min)后制的小麦秸秆纤维力学性能与原样相比没有明显损伤,但内、外表面结构均变得疏松,比表面积增大,滴水接触角变小从而提高了聚合物聚乳酸对秸秆纤维的浸润性能,提高了二者之间界面的粘结性。该研究结果为利用小麦秸秆制备秸纤维增强聚乳酸复合材料提供参考。

聚乳酸/小麦秸秆纤维复合材料降解性能研究

以聚乳酸为基体,以小麦秸秆纤维为增强体制备聚乳酸/小麦秸秆纤维复合材料。通过测试该复合材料在不同pH值PBS缓冲液降解过程中的吸水率、质量损失率和拉伸性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察降解过程中复合材料的表面形貌变化,研究其随时间变化的降解性能。结果表明,在不同pH值的PBS缓冲液中,聚乳酸/小麦秸秆纤维复合材料的吸水率、质量损失率都随着降解时间的增加而增大,但后期增大比较缓慢;复合材料在弱碱性环境中降解最快,弱酸性环境次之,中性环境最慢;随着降解时间的增加,复合材料的拉伸强度和杨氏模量明显降低,表面由光滑变成凹凸不平,小麦秸秆纤维裸露在表面。

秸秆纤维增强复合材料的可降解性能研究

秸秆是一种来源丰富的可降解天然高分子材料。采用秸秆纤维为增强材料 ,以淀粉为基体 ,研制出一次性可降解秸秆纤维增强复合材料。采用土埋法研究了该复合材料的可降解性能。将该复合材料模压成花盆 ,并在实际栽培过程中对样品进行了跟踪测试 ,结果发现该复合材料具有优良的可降解性能。

尾矿粉／秸秆纤维素／环氧树脂复合材料制备及性能研究

采用甲苯和乙醇萃取,碱液、过氧化氢溶液浸泡提取的秸秆纤维素和用硅烷偶联剂KH560表面改性处理的尾矿粉,作为添加剂加入到环氧树脂(E-44)固化体系中,制备尾矿粉/秸秆纤维素/环氧树脂复合材料;并对复合材料的力学性能、热性能、结构与形态进行测试与表征。结果表明:纤维素的(—OH)结构已经部分参与到环氧树脂的固化反应中。复合材料的冲击强度、热稳定性随秸秆纤维素和尾矿粉的加入而增加,冲击强度最高的配方为纤维素质量分数为5%,尾矿粉质量分数为10%,冲击强度为1.096 kJ/m2;拉伸强度则随尾矿粉的加入而下降。SEM分析表明:秸秆纤维素及尾矿粉的存在使得断面呈现出韧窝结构,复合材料体系产生相界面效应。

秸秆纤维复合材料的发展概况

简述秸秆材料的利用现状,浅析秸秆材料的组成和性能。同时分析了秸秆纤维复合材料的发展现状和存在的界面问题,概述目前国内外解决此问题的主要方法。

改性秸秆纤维增强石膏基复合材料性能

采用碱处理法和丙烯酸包覆法对秸秆纤维表面进行改性.考察了改性秸秆纤维增强石膏基复合材料的力学性能和耐水性能,考察了石蜡乳液的影响.采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、压汞仪分析了秸秆纤维的表面改性效果和改性秸秆纤维增强石膏基复合材料的微观形貌、结构,探讨了改性秸秆纤维和石蜡乳液的改进机理.结果表明:掺石蜡乳液的丙烯酸包覆改性秸秆纤维增强石膏基复合材料的力学性能和耐水性能明显提高.经碱处理和丙烯酸包覆处理后,秸秆纤维的表面粗糙度都有不同程度的提高,从而提高了复合材料的力学性能;石蜡乳液可填充石膏硬化体中的孔隙,改善石膏和改性秸秆纤维之间的界面黏结,从而显著提高复合材料的耐水性能.

秸秆纤维水泥基复合材料性能的研究

对秸秆纤维水泥复合材料的基体相、界面相、复合效果、秸秆纤维水泥基复合材料性能,以及界面剂对其性能的影响等方面进行了研究,结果表明,在界面剂的作用下,秸秆植物纤维和水泥之间取得了良好的界面效果.

石膏基棉花秸秆纤维复合材料的力学性能和耐水性能研究

以石膏为胶凝材料,辅以棉花秸秆纤维和矿渣,测试不同组分(硅酸盐水泥和熟石灰)在不同养护条件下对复合材料力学性能和耐水性能的影响。实验结果表明:硅酸盐水泥添加量对其强度影响明显;高温蒸汽养护条件下的试样较自然养护时的强度提高明显,且高温蒸汽养护条件下所得制品的耐水性能好、软化系数高。