PLA/黄麻多层复合材料的工艺优化及力学性能

为较全面了解复合材料主要成型工艺参数对其力学性能的影响,采用正交试验法、方差分析法和层次分析法对可降解PLA/黄麻多层复合材料成型结构设计和工艺参数进行研究,探讨了6个主要因素如纤维的配比、材料的层数、铺向角以及成型温度、压强、时间等工艺参数对复合材料力学性能的影响程度和显著性。结果表明,成型温度、铺向角和PLA与黄麻纤维的配比对复合材料的力学性能影响显著,材料的层数和成型时间对力学性能的部分指标有影响,而成型压强对力学性能指标几乎没有影响,并给出复合材料的最佳成型工艺条件。

PLA/黄麻复合层压材料的降解性能分析

为分析PLA/黄麻复合层压材料的可降解性能,通过考察该复合材料在不同pH值时PBS缓冲溶液降解过程中的吸水率、质量损失率和拉伸强度变化,研究其随降解时间变化的降解特性。结果表明:复合材料的吸水率、质量损失率与PBS缓冲溶液pH值、降解时间有一定的依存性,在弱碱性、弱酸性和中性等介质中表现出不同的降解速率,随着降解时间的增加其吸水率、质量损失率增大,拉伸强度降低;经80 d降解,复合材料的拉伸强度明显降低,在碱性、酸性和中性环境中其拉伸强度分别下降80%、75%和60%,具有良好的降解性能。

可降解PLA/黄麻新型复合材料的制备与力学性能

讨论了聚乳酸/黄麻层压型复合材料的实验制备方法,通过改变聚乳酸与黄麻纤维的质量分数、黄麻纤维铺向角和铺层顺序等条件制备复合材料,分析这些条件对复合材料拉伸、弯曲和冲击等性能的影响。研究表明,当PLA/黄麻的质量分数为0.6∶0.4和铺向角为45°时,其复合材料分别有较好的力学性能。

PLA/黄麻复合材料降解性能的研究

通过土壤降解和磷酸盐缓冲溶液降解两种方法,观察经过不同时间降解后PLA/黄麻复合材料的结构形态,并测试质量损失率和强度损失率,研究该复合材料在不同环境下降解对其结构和性能的影响。研究结果表明:在土壤中降解60 d和在磷酸盐缓冲溶液中降解5 d,PLA/黄麻复合材料的结构和强度相对稳定;随着降解时间的延长,材料的质量损失率和强度损失率都增大;在土壤中降解240 d和在缓冲溶液中降解25 d,结构形态破坏严重,拉伸强度很低;在缓冲溶液降解中,材料的质量损失率和强度损失率在碱性溶液中最大,酸性溶液中次之,中性溶液中最小。

影响PLA/黄麻复合材料降解性的工艺因素

采用正交试验法对PLA/黄麻复合材料的成型工艺参数进行研究,探讨了纤维配比、成型时间和成型温度对复合材料降解性能的影响程度。结果表明,PLA/黄麻复合材料的成型温度对其降解性能影响最大,其次是成型时间,纤维的配比影响最小。有利于PLA/黄麻复合材料降解的最佳工艺条件为成型温度210℃,成型时间8 m in,纤维配比m(PLA)∶m(黄麻)为20∶80。

PLA/黄麻多层混纤热压复合材料的制备及工艺优化

以混纤比为30/70的PLA/黄麻混纤针剌絮片为基材,利用热压工艺,制备多层混纤复合材料。以了解热压温度、铺向角等制备工艺参数对多层混纤复合材料力学性能的影响。经优化分析,分别得出弯曲强度、拉伸强度与热压温度、铺向角的回归方程;在此基础上,确立了PLA/黄麻多层混纤复合材料的制备工艺。结果表明:在压强为8MPa、热压时间为3min的情况下,当热压温度为206℃、铺向角为45°时制备得到的多层混纤复合材料力学性能较佳。

黄麻纤维酶促接枝疏水化改性及其增强PLA复合材料研究

利用漆酶催化氧化酚羟基产生自由基进而耦合交联的特性,将单体没食子酸月桂酯(DG)接枝到黄麻纤维中的木质素上,赋予黄麻纤维表面疏水性,而后将改性黄麻纤维与聚乳酸(PLA)树脂熔融混合、挤出注塑制备DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料。经红外光谱、元素分析证实,DG在漆酶的催化作用下接枝到黄麻纤维上,使黄麻纤维的疏水性提高,接触角由104.3°增至121.4°,平均水滴润湿时间由5.2s增至19.9min,平衡吸湿率由9.55%降至8.95%。疏水化改性有利于黄麻纤维在PLA树脂基体中的分散,并且纤维与基体间的界面相容性得到改善。实验表明,DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度较黄麻纤维/PLA复合材料分别提高47.5%和35.9%,同时拉伸应变和弯曲应变分别提高24%和31.6%。

PLA/黄麻层压复合材料的紫外老化性能

为了探索紫外照射对PLA/黄麻层压复合材料性能的影响,延长复合材料在实际应用中的使用寿命,采用模压成型法和薄膜堆叠法制备PLA/黄麻层压复合材料,研究紫外老化时间对复合材料力学性能的影响,并对复合材料拉伸后的断口形貌进行分析。结果表明:随着紫外老化时间的延长,复合材料的拉伸和弯曲性能均表现为先上升后下降,均在老化48 h后达到最大,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量较未老化的复合材料分别提高了约19.29%、17.73%、23.49%和24.97%。这可能是由于在老化时间较短时,PLA分子链交联占据主导作用,提高了界面粘结性。随着老化时间进一步延长,拉伸和弯曲性能开始不断下降,这可能是由于PLA分子链的老化断裂开始起主导作用,导致界面粘结性下降。

黄麻纤维PLA复合材料性能的研究

文章采用溶解共混热压法制备了黄麻纤维PLA复合材料,研究了黄麻纤维不同长度、含量以及不同的预处理方法对复合材料力学性能的影响。

可生物降解的黄麻纤维/聚乳酸复合材料的制备和力学性能

利用热模压工艺一步成型了可完全生物降解的黄麻增强聚乳酸(PLA)基体复合材料,对机织黄麻纤维布进行碱化处理以尝试提升复合材料的性能,通过扫描电镜观察纤维表面形貌,对黄麻纤维布进行了0°/90°单轴拉伸和±45°偏轴拉伸试验,对黄麻纤维/PLA复合材料单层板进行了0°/90°单轴拉伸试验.纤维的表面形貌显示碱化处理去除了纤维表面杂质,细化了纤维结构,形成了粗糙的纤维表面;拉伸试验结果显示碱化处理后黄麻纤维布和黄麻纤维/PLA复合材料的断裂强度均下降,弹性模量均升高;与纯黄麻纤维布相比,PLA的加入使得复合材料力学性能有很大提升;与聚丙烯作为基体的黄麻纤维增强复合材料相比,黄麻纤维/PLA复合材料不仅可完全降解、无毒无害,而且强度和模量都较高.