相容剂POE-g-MAH对FDM用PLA/木粉复合材料性能的影响

用熔融沉积成型(FDM)工艺制得聚乳酸(PLA)/木粉复合材料试样进行性能测试,研究相容剂马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)对复合材料力学性能和加工流动性能的影响,使用扫描电子显微镜观察断面形貌。结果表明,在PLA基体中加入木粉后,两者相容性不好,造成力学性能下降;在复合材料中加入POE-g-MAH改善了PLA和木粉的相容性,力学性能提高,加工流动性变好,更易于FDM成型。综合考虑力学性能和降解要求,POE-g-MAH质量分数在4%合适,与未加相容剂比较,拉伸强度增加36.88%,冲击强度增加30.21%,弯曲强度增加14.6%,成型过程顺畅,成型质量佳。

基于FDM工艺的相容剂PBAT-g-MAH在PLA/木粉复合材料中的应用

采用熔融沉积成型(FDM)工艺成型聚乳酸(PLA)/木粉复合材料,研究聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯接枝马来酸酐(PBAT-g-MAH)对复合材料力学性能、加工流动性、结晶度和热稳定性的影响。结果表明:PBAT-g-MAH对复合材料有增韧作用。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时,复合材料的拉伸强度为45.52 MPa,冲击强度为15.80 kJ/m^(2);与未加PBAT-g-MAH相比,复合材料的拉伸强度增加5.9%,冲击强度增加34.46%。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的熔体流动速率增加,玻璃化温度降低,对结晶度的影响不大。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的热稳定性增加。PBAT-g-MAH的加入使基体PLA与木粉间的结合更紧密,裸露在外的木粉明显减少。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时,复合材料综合性能较好。

超韧PLA/m-POE/P(BF-PBAD)复合材料的制备与性能

采用自制的生物基聚酯弹性体P(BF-PBAD)成功制备了一种新型超韧聚乳酸/甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚烯烃弹性体/生物基聚酯弹性体(PLA/m-POE/P(BF-PBAD))复合材料,并对其性能及增韧机制进行了研究。当P(BF-PBAD)含量仅为3份时,复合材料的冲击强度达到42 kJ/m^(2),相比纯PLA提高了14倍,呈现出良好的增韧效果。此外,复合材料还具有优异的机械性能,拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度及弯曲模量分别达到40 MPa、120%、50 MPa和1800 MPa。与纯PLA相比,该复合材料表现出好的热稳定性,玻璃化转变温度和熔融温度均得到提升。P(BF-PBAD)的引入使得复合材料在二次升温过程中的冷结晶行为增强。基于对复合材料相形貌、动态力学等结果的分析,发现PLA/m-POE/P(BF-PBAD)复合材料的增韧主要缘于聚合物界面相容性的提高。

木粉配比对木塑复合材料切削性能的影响

为了研究不同木粉配比对木塑复合材料切削性能的影响,避免木塑复合材料加工过程中高能耗和加工质量差的问题,试验采用直齿圆柱铣削方式,以木粉含量、每齿进给量和切削深度为变量,研究不同木粉含量对木塑复合材料铣削的性能影响。在每齿进给量和切削深度相同的情况下,四种不同木粉配比的木塑复合材料切削力大小为:WPC(木粉55%)<WPC(木粉50%)<WPC(木粉40%)<WPC(木粉70%);四种不同木粉配比的木塑复合材料切削温度和表面粗糙度的大小为:WPC(木粉40%)<WPC(木粉50%)<WPC(木粉55%)<WPC(木粉70%)。在木塑复合材料的实际生产过程中,木粉含量较少时,高转速和高切削深度时工件表面质量最佳,可以选用的参数为切削深度1.5 mm和每齿进给量0.5 mm/Z,可以提高加工效率。木粉含量较多时,切削深度0.5 mm时,每齿进给量应在0.3 mm/Z以下才能满足加工质量的要求。

柠檬酸三丁酯改性WF/PLA复合材料的制备及性能

以聚乳酸为基体材料、木粉为增强材料、柠檬酸三丁酯为增容剂,采用熔融共混挤出工艺制备了木粉/聚乳酸(WF/PLA)复合材料,分析了柠檬酸三丁酯(TBC)的添加量对复合材料力学性能、流动性、热性能、吸水性等性能的影响。结果表明,TBC提高了复合材料的力学性能,当TBC的含量为4%时,复合材料的拉伸强度及断裂伸长率达到最大,其值分别为36.84 MPa、2.7%,与未添加TBC相比,分别提高了44.0%、53.4%。添加4%的TBC后,复合材料的吸水率降低,并且,复合材料达到饱和吸水的时间较长。除此以外,TBC还有效地改善了复合材料的界面相容性及流动性,降低了复合材料的熔融温度Tm。

硅烷偶联剂对PLA/木粉复合材料性能的影响

以30%木粉和70%聚乳酸(PLA)为原料,加入1%的硅烷偶联剂,通过熔融共混的方法制备了PLA/木粉复合材料,并研究了不同类型硅烷偶联剂对PLA/木粉复合材料结晶性能、热性能、力学性能和吸水率的影响。XRD结果表明:偶联剂KH-550明显降低了复合材料的结晶度,提高了木粉与PLA之间的相容性;热分析结果表明,偶联剂的加入使复合材料的冷结晶温度下降,热稳定性也稍有下降;力学性能测试结果表明:偶联剂的加入改善了复合材料的力学强度,且KH-550的改性效果较好;另外,KH-550的加入还增加了复合材料的耐水性。

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。

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。

木粉粒径和填量对木塑复合材料力学性能影响研究

采用聚氯乙烯(PVC)树脂和桉木粉(WF)制得PVC木塑复合材料。研究了木粉粒径和填量对PVC木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,在一定范围内复合材料的拉伸强度随着木粉粒径的减小先升高后降低,随着木粉填量的增加先降低后升高然后趋于平稳;冲击强度随着木粉粒径的减小先升高后降低,随着木粉填量的增加而降低。当木粉粒径为70～80目,木粉填量为20%(质量分数)时,所得复合材料的力学性能最佳。

木粉/聚乳酸可降解复合材料性能研究

用生物可降解材料聚乳酸(PLA)和桉木粉(WF)为原料,制备木粉/聚乳酸(WF/PLA)复合材料,为实现木塑复合材料完全生物降解提供新思路。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(TG/DSC)及电子万能试验机研究了改性前后木粉的红外结构,WF/PLA复合材料的微观形貌、热性能和结晶性能以及其力学性能。结果表明,偶联剂KH-570的烷基结构成功接枝到了木粉表面;改性后的木粉在聚乳酸基体中分散均匀;木粉的添加有利于WF/PLA复合材料异相成核结晶和热稳定性的提高;木粉对PLA起到增强作用,当木粉填量为50%(质量分数)时,WF/PLA复合材料的拉伸强度最大,值为29.9MPa,比纯PLA提高了10MPa,木粉填量为30%(质量分数)时,WF/PLA复合材料的弯曲强度最大,值为43.2MPa,比纯PLA提高了7.3MPa。

蒙脱土/硅烷改性木粉/PVC复合材料

用硅烷YH-62对木粉(WF)和插层蒙脱土(OMMT)进行表面改性,熔融共混挤出制备了OMMT/硅烷改性木粉(STWF)/聚氯乙烯(PVC)复合材料。分析了硅烷改性和添加蒙脱土含量对材料力学性能的影响。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了蒙脱土的插层和分散效果,用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)研究了硅烷改性效果,分析了表面接枝反应机理。结果表明,硅烷偶联剂与木粉形成了有效的化学键,并能够与OMMT表面产生化学连接,改善木粉与PVC及蒙脱土间的界面相容性,提高了木塑材料的力学性能。在适量加入OMMT后,木塑材料的力学性能得到了进一步改善。但含量过高,会形成厚界面层,甚至使OMMT和木粉团聚,分布不均匀,引起性能降低。

聚磷酸铵-淀粉对木粉/聚苯乙烯复合材料的阻燃作用

利用锥形量热仪分析了聚磷酸铵(APP)-淀粉阻燃体系在木粉/聚苯乙烯复合材料(WF-PS)中的阻燃作用。结果表明,添加APP能有效降低WF-PS的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR),增加成炭量,延长点燃时间(TTI),表现出显著的阻燃作用;APP对WF-PS的有效燃烧热影响不大,说明APP的阻燃作用为凝聚相机理,成炭是该机理的重要方面;添加淀粉作为APP的辅助成炭剂,能够提高阻燃效率并减少APP用量,APP-淀粉是WF-PS复合材料的有效膨胀型阻燃体系。APP-淀粉的添加对WF-PS的力学性质有一定不利影响,但是当APP用量在10%以下、淀粉用量2%以下时,WF-PS可保持良好的力学性能。

不同增容剂对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响

用乙二醇、甘油和聚乙二醇-400(PEG400)为增容剂,制备了木粉/聚乳酸复合材料,采用X射线衍射、扫描电镜和差示扫描量热研究了不同增容剂对复合材料的两相相容性的影响。结果表明,甘油为增容剂时,木粉和聚乳酸的界面相容性最好。对不同增容剂制备的复合材料的流变性能、力学性能和吸水率测定的结果显示,甘油为增容剂时,储能模量的斜率最小,表明木粉和聚乳酸的相互作用最强,且复数黏度介于乙二醇和PEG400之间;甘油为增容剂的复合材料力学性能优于乙二醇和PEG400为增容剂;复合材料的吸水率则随着增容剂碳链的增长而逐渐增大。

PVC/木粉复合材料的性能研究

采用聚氯乙烯树脂和木粉制得PVC/木粉复合材料。研究了木粉的粒径、用量,表面处理剂的类型、用量,DOP以及抗冲改性剂CPE的用量对复合材料的力学性能的影响。结果表明:当木粉的粒径为过20目筛、用量为30%,表面处理剂为木粉用量的1.5%,DOP和CPE的用量为PVC的用量的10%时,所得的复合材料的综合性能最佳。

木粉组分对木塑复合材料性能的影响研究进展

木塑复合材料通常由木粉和热塑性树脂复合而成。木粉自身由纤维素、半纤维素、木质素以及抽提物等多种成分组成,各组分对复合材料的各项性能产生不同的影响。本文对该领域的相关研究进展进行了概述,主要包括:纤维素能提高木塑复合材料的力学性能、吸水性和导电性,不利于耐候性及热稳定性;半纤维素对复合材料性能存在负面影响;木质素能降低复合材料的吸水性,提高热稳定性和生物耐候性,不利于耐光老化性;脱除抽提物能够提高复合材料的吸水性、力学性能、热稳定性和耐光老化性,不利于耐腐性。今后的研究可致力于将木粉中的组分进行分离或部分脱除,深入研究木粉各组分对复合材料的影响及其机理,为制备更高性能的木塑复合材料提供理论基础。

不同改性剂对PP/木粉复合材料性能的影响

研究了苯甲酸(BA)、硬脂酸(SA)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对聚丙烯/木粉复合材料的改性效果。结果表明,木粉经改性剂处理后,表面极性减弱,与聚丙烯的界面张力降低,相容性提高;所有改性剂均可提高复合材料的拉伸强度、冲击强度以及熔体流动性能,但对弯曲强度影响不大。用TDI/SA复合处理木粉,复合材料的综合性能最好。扫描电镜(SEM)分析表明,木粉经过处理后,木粉与聚丙烯间界面较模糊。

聚乳酸/木粉复合材料的结构与性能研究

以聚乳酸和杨木粉为原料制备了聚乳酸/木粉复合材料,研究了木粉处理、木粉用量对复合材料性能的影响,并对复合材料形态结构进行了观察。结果表明,与未处理木粉相比,木粉表面偶联处理使复合材料力学强度略有下降,碱处理对复合材料力学强度的提高并不明显。随木粉用量增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别在木粉质量分数为40%和20%时达到最高值,比纯聚乳酸的强度分别高出41.8%和38.6%。复合材料为假塑性流体,随木粉用量增加,剪切黏度增加。光学显微镜观察发现,未处理木粉能够均匀分散在聚乳酸基体中。

改性木粉/PVC复合材料的性能研究

讨论了利用接枝的方法改性木粉 ,提高其与PVC树脂的界面粘合性 ,利用XPS验证接枝结果 ;测试了复合材料的拉伸、弯曲、冲击性能 ;比较了硅烷偶联剂处理、碱浸泡与硅烷偶联剂双重处理、接枝改性三种木粉处理的优劣。

木粉填充聚乙烯复合材料的研究

采用木粉对聚乙烯 (PE)进行改性 ,研究了树脂牌号、引发剂、接枝单体对相容剂性能的影响以及木粉的粒径、水含量及相容剂用量等因素对聚乙烯 /木粉复合材料性能的影响 ,通过SEM (扫描电镜 )对材料结构进行了表征。结果表明 :复合材料的弯曲性能随木粉用量的增加而大幅度提高 ,耐热性能也有明显改善 ,而冲击性能则迅速下降 ;木粉的粒径对复合材料弯曲性能的改善不大 ,木粉水含量对复合材料的弯曲性能则有较大影响 ;相容剂用量在10 %以上 ,可提高复合材料的弯曲性能 ,对冲击性能影响不大。

PVC/木粉复合材料的发泡研究

采用PVC树脂和木粉加入发泡剂制得PVC/木粉发泡复合材料。通过差示量热扫描分析(DSC)考察了偶氮二甲酰胺(AC)、NaHCO3及AC/NaHCO3/PVC稳定剂共混物的热分解特性。研究了木粉的不同粒径、AC发泡剂、NaHCO3、交联剂DCP和ACR的含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:通过发泡能有效降低材料的密度;当AC含量为PVC用量的1%,木粉粒径为20目,NaHCO3与AC用量比为1∶1,DCP含量为PVC用量的0.4%,ACR含量为PVC用量的8%,所得的发泡复合材料综合性能较好。