秸秆粉/PP微孔发泡复合材料的发泡工艺研究

本文主要通过AC发泡剂含量、EVA含量、偶联剂种类和含量及挤出机的工艺参数等单因素来研究最佳发泡工艺.结果表明:AC发泡剂含量为4份时,密度最小为0.95g/mm2,冲击强度最大为14.88KJ/m2;随EVA含量的增加,密度减小,冲击强度增大,12%以后密度与冲击强度基本不变,密度达到最小0.84g/mm2,冲击强度最大11.4KJ/m2;MAH-g-PP 6份时冲击强度达到最大为11.56KJ/m2;制备发泡母粒时挤出机螺杆温度为150℃时,密度达到0.94g/mm2,冲击强度达到12.04J/m2.

APP/ADP对竹粉/聚丙烯复合材料的协效阻燃

为改善竹粉/聚丙烯(PP)复合材料的阻燃性能,拓宽竹塑产品应用领域,以聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)为界面相容剂,通过熔融共混和热压方式制备竹粉/PP复合材料,研究APP用量对复合材料力学性能和阻燃性能的影响;并基于APP的较佳用量,以二乙基次磷酸铝(ADP)为协效剂,研究APP和ADP的协效阻燃性。研究结果表明:随着APP用量的增加,复合材料的静曲强度、弹性模量和拉伸强度逐渐降低,缺口冲击强度有所增强,极限氧指数(LOI)有所提高;当APP用量为10%时,复合材料的力学性能较佳,LOI由17.1%提高至21.4%。当m(APP)∶m(ADP)=6∶1时,APP/ADP阻燃复合材料的静曲强度、弹性模量、拉伸强度和缺口冲击强度分别为41.47 MPa、3206.82 MPa、18.91 MPa和7.25 k J/m2,与未阻燃复合材料(S1)相比,分别提高11.9%,12.0%,18.5%和28.1%;且LOI增大至24.5%,相比S1的增幅为43.3%。锥形量热仪结果显示,APP/ADP阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值、总热释放量和有效燃烧热分别降低了44.6%,33.8%,32.8%和17.8%;CO生成量增多,平均质量损失速率减小,残炭率增大至66.9%,复合材料的成炭作用增强,APP在气相中起到阻燃作用,ADP在凝聚相中起阻燃作用;但是燃烧400 s后,总烟产量略有增大,复合材料的持久抑烟性仍有待增强。

PP接枝马来酸酐在竹粉/PP复合材料中的应用研究

用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过双辊开炼机制备了竹粉/PP(50/50)复合材料。通过力学性能测试和使用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的亚微观形态进行观察,研究了PP-g-MAH的流动性、接枝率以及熔点对竹粉增强聚丙烯复合材料的影响。结果表明,提高PP-g-MAH的流动性及接枝率对于竹粉/PP复合体系的力学性能是有益的,无论是强度、模量还是韧性都有较大提升,降低PP-g-MAH的熔点对复合体系也有一定作用,特别在低添加量的情况下,但由于本身分子结构的影响,对复合体系的强度和模量有一定副作用。

基于改性竹粉/TPU复合发泡材料的制备及其发泡行为研究

以热塑性聚氨酯(TPU)为主基体,改性竹粉为填料,采用超临界发泡技术制备了鞋用TPU复合发泡材料。研究了不同改性竹粉含量对复合发泡材料形貌结构、热稳定性、熔体流动性、密度、发泡倍率的影响。结果表明,当添加改性竹粉后,复合发泡材料的微观泡孔形貌特征为闭孔结构;随着竹粉添加量的增加,并泡情况减少,孔径逐渐减小并逐渐趋于均一;在一定范围内,随着改性竹粉添加量的增加,复合材料的起始分解温度不变,熔点降低,熔融指数呈现上升趋势;当改性竹粉的添加量为5 phr时,复合发泡材料的密度最轻且达到0151 g/cm3,发泡倍率最大且达到855。

聚丙烯/竹粉发泡复合材料的性能研究

通过注塑法制备了聚丙烯(PP)/竹粉发泡复合材料,研究了铝酸酯、竹粉和AC发泡剂用量对复合材料密度和物理力学性能的影响。结果表明:添加适量的铝酸酯可提高材料大部分的力学性能和加工流动性,其最佳用量为竹粉用量的1%。竹粉对材料有一定增强作用,随着竹粉用量增加,弯曲强度先增后降,断裂伸长率下降、维卡软化点增大、拉伸和冲击强度下降。AC发泡剂的最佳用量为0.5份,此时材料的密度为0.864 g/cm、比未发泡材料下降12.5%;比弯曲和比拉伸强度分别为50.74 MPa.g-1.cm3和26.99 MPa.g-1.cm3,仅比未发泡材料下降11%和1.9%;而比冲击强度为10.823 kJ.m-2.g-1.cm3,增大5.6%。

硅烷对竹塑发泡材料流变及力学性能的影响

采用注塑法制备竹粉/PP发泡复合材料,并对不同添加量硅烷偶联剂KH570复合材料的流变及力学性能进行了研究。频率扫描结果显示,所有复合材料均表现出剪切变稀行为;经过KH570改性的复合材料,其储能模量、损耗模量及复数黏度与未改性时的相比,总体呈现下降趋势,流变性能改善。剪切速率扫描结果表明,所有复合材料均表现出典型的非牛顿假塑性流体行为;随着KH570用量的增加,非牛顿指数增大,体系表观黏度对剪切速率的依赖性减小;同时材料的力学性能先提高后降低,添加2%KH570时,复合材料的力学性能最佳,与未改性的复合材料相比,比弯曲、比拉伸和比冲击强度提高了6.1%-23.8%。

滑石粉增韧聚丙烯/竹粉发泡复合材料的研究

采用化学发泡法,注塑制备了聚丙烯(PP)/竹粉发泡复合材料,研究了滑石粉用量对发泡复合材料力学性能、加工性能和热稳定性能的影响。结果表明:当竹塑质量比为1:2、改性AC发泡剂用量为1%、添加15%滑石粉时,增韧发泡复合材料的综合性能最佳,其比弯曲强度为48.98 MPa、弯曲模量为3 183.31 MPa、比拉伸和比冲击强度分别为26.50 MPa和7.88 kJ/m2,与未增韧复合材料相比,提高了2.9%～9.3%;但是滑石粉的加入会降低材料的加工性能,平衡时间和平衡扭矩增加、MFR下降;而且会降低材料的热稳定性,初始热分解温度降低。

竹粉增强聚丙烯复合材料的吸水性和表面润湿性

研究了竹粉用量和马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、硅烷(KH570)、钛酸酯(DN301)和铝锆(TL-4)偶联剂对竹粉增强聚丙烯发泡复合材料吸水性和表面润湿性的影响,材料表面的动态润湿性采用数学模型表征.结果表明,竹粉用量的增加会提高材料的吸水性和润湿性;偶联剂的加入会提高材料润湿性、降低其吸水性,且MAPP改善效果最佳,其次是KH570和TL-4,最后是DN301;竹粉用量为50份,未加偶联剂,1080 h后材料的吸水率为7.655%,添加偶联剂后,吸水率降低到1.646%-2.112%,竹粉用量为90份时,吸水率又增加到3.42%;竹粉用量为10-90份时,蒸馏水和甘油在材料表面的接触角衰减速率(K值)分别为0.0053-0.0081和0.0074-0.0103,加入偶联剂后,K值增大50%-67.7%.

挤出循环对聚丙烯/竹粉复合材料力学及发泡性能的影响

通过双螺杆挤出机对30%(质量分数,下同)竹粉增强聚丙烯(PP/BP)复合材料进行循环加工,研究了挤出循环次数对PP/BP复合材料流变性能、力学性能和发泡性能的影响。结果表明,随着挤出循环次数的增加,PP/BP复合材料的表观黏度(η)先升高后降低,力学性能先增强后减弱,经第6次挤出循环后,其η、弹性模量和弯曲模量比1次挤出分别降低了23.75%、17.08%和31.18%。随着挤出循环次数的增加,PP/BP复合材料泡孔尺寸逐渐均匀,纤维由长纤维状转为短棒状和颗粒状,纤维分散更均匀,界面结合更紧密。