掺杂型层状稀土氢氧化物YEu-LRH及4-联苯甲酸复合体的合成及发光性质

采用水热和回流2种方法合成了Cl-型层状稀土氢氧化物(Cl-LRH)(R为Y0.95Eu0.05),以此为前体,与去质子的4-联苯甲酸(加入NaOH)进行离子交换,合成了4-联苯甲酸根-YEu-LRH复合体.用XRD、FT-IR及PL等方法研究了其结构及性质,证明4-联苯甲酸根插入Cl-LRH层间,并发现其在层间有2种不同排列方式.与前体相比,所得复合体发光强度明显增强.

竹纤维高密度聚乙烯(HDPE)混熔生产竹塑复合材料的研究

竹塑产品是由竹粉和塑料混合制造而成。由于其良好的尺寸稳定性,竹塑产品可以应用于室内和户外工程,代替木制品和塑料制品。本研究的核心技术是采用了专为加工竹塑材料而设计的啮合式双螺杆挤出机,其特点为:可更换的模块化螺杆;塑化柔和,混炼均匀;螺杆加热/冷却系统确保精确的熔体温度控制;高产量但螺杆转速很低;准确的排气控制,挤出压力稳定,预热加料机置于主机顶部,先抽出竹粉中残留的水分,使主机加料段更加充实,提高塑化混炼效果。优化的螺杆设计使剪切小,不易剪断竹纤维,能使物料在机内停留时间均匀。螺杆机筒采用双金属处理,耐磨耐腐蚀,使用寿命延长。

竹纤维／HDPE混熔生产竹塑复合材料的研究

Bamboo Plastic Composites（BPCs），竹塑产品是由竹粉和塑料混合制造而成。由于其良好的尺寸稳定性，竹塑产品可以应用于室内和户外工程，代替木制品和塑料制品。本研究的核心技术是采用专为加工竹塑而设计的啮合式双螺杆挤出机。特点为：可更换的模块化螺杆；塑化柔和，混炼均匀；螺杆加热／冷却系统确保精确的熔体温度控制；高产量但螺杆转速很低；准确的排气控制，挤出压力稳定，预热加料机置于主机顶部，先抽出竹粉中残留的水分，使主机加料段更加充实，提高塑化混炼效果。优化的螺杆设计使剪切小，不易剪断竹纤维，能使物料在机内停留时间均匀。螺杆机筒采用双金属处理，耐磨耐腐蚀，使用寿命延长。

温度对竹塑复合材料尺寸稳定性的影响

讨论了用竹纤维与回收高密度聚乙烯(HDPE)为原料生产的竹塑复合材料在不同温度下的尺寸稳定性。结果表明:在52℃和65℃的温度条件下,竹塑的线膨胀率是厚度方向>宽度方向>长度方向;温度对杂竹/回收PE尺寸稳定性的影响大于对楠竹/回收PE的影响。在-29℃和-40℃的负温度条件下,温度的降低影响竹塑材料的收缩率,其规律是厚度收缩率>宽度收缩率>长度收缩率。在相同条件下,杂竹/回收PE材料受温度的影响较大,而楠竹/回收PE尺寸收缩率较小。

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹粉/聚丙烯(PP)复合材料进行阻燃改性,研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响;基于APP的最佳用量,以APP、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)作为膨胀型阻燃剂(IFR),研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明,随着APP用量的增加,复合材料的阻燃性能不断增强,但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时,其综合性能较佳,与未阻燃复合材料相比,极限氧指数(LOI)由17.1%提高至21.5%,弯曲模量和缺口冲击强度(NIS)分别增强14.8%和32.2%,弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时,添加15%IFR的复合材料的力学性能总体增强,与未阻燃复合材料相比,弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%,仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示,IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%;LOI提高至25.9%,复合材料的阻燃性能进一步改善,但是,总产烟量增大了16.7%,该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。

新型竹纤维复合材料的研发

以备受关注的竹纤维及其新型复合材料为主线,从单根竹纤维到竹束纤维的制备、形貌和性能分析等方面简述了竹材的特性;在此基础上,以芯壳结构竹塑复合材料、竹束单板层积材、竹复合压力管为典型代表,从材料学和工艺学角度对其加工工艺、界面改性、结构设计、物理力学性能,以及中试应用情况进行了阐述与分析。最后从竹纤维的生长性状与物理力学性能关系、大尺寸竹质工程材料及构件开发、竹束单板类集装箱房屋组装技术、异型结构竹纤维复合材料的研发等方面,提出了竹纤维复合材料的未来重点发展方向。

改性木质素磺酸钠层层自组装对竹塑复合材料的影响

竹塑复合材料由竹纤维和塑料组成,是一种绿色环保型材料,在建筑园林、汽车内饰、家具装饰等领域有着广泛的应用,有利于缓解我国对木材需求的压力。但是竹纤维作为植物纤维,由纤维素、半纤维素和木质素构成,其中纤维素和半纤维素含有大量羟基,木质素含有较多酚羟基,具有较强的极性,与塑料之间的相容性较差,导致竹塑复合材料整体力学性能不好。木质素磺酸钠作为工业制浆造纸的副产物,来源广泛,价格便宜,是一种良好的阴离子电解质。本研究针对竹塑复合材料的界面相容性问题,对竹粉进行改性,通过层层自组装技术把改性木质素磺酸钠组装在竹粉表面,在竹粉构建木质素磺酸钠多层膜,降低竹粉表面的极性,然后将层层自组装的竹粉与聚羟基丁酸酯(PHB)熔融共混制备复合材料。力学性能测试结果表明,经过改性后复合材料力学性能得到显著提升,静曲强度、拉伸强度和抗冲击强度分别提高了9.94%、9.81%和26.30%;微观形貌分析表明,层层自组装后竹纤维表面覆盖着改性木质素磺酸钠,极大地改善了竹纤维和PHB之间的界面相容性。

磷石膏-改性膨润土-砂材料的裂隙自愈性能试验研究

为实现磷石膏(PG)固废的多途径,多领域的资源化再利用,研发了以磷石膏为主要成分的聚合物改性膨润土-砂-磷石膏防渗材料(BPC-S-PG),可用于路基防渗、磷石膏尾矿库等防渗需要。复合材料中聚合物改性膨润土(BPC)或膨润土(RB):砂与磷石膏的质量比为1∶9,磷石膏占复合材料总质量的30%、50%和80%。对压实度为90%的复合材料开展1~14 d硬化后表面裂隙表征,并对硬化0,1,7,14 d后的试样进行变水头渗透试验,旨在探究聚合物改性膨润土、磷石膏材料对复合防渗材料的自愈合性能影响。结果表明:1)复合材料表面的裂隙率随磷石膏掺量的增多而降低。当磷石膏掺量从30%增至80%时,BPC-S-PG复合材料的裂隙率在硬化14 d后从10.32%降至2.69%,而RB-S-PG复合材料的裂隙率则从22.5%降至6.94%;2)聚合物改性膨润土相比于膨润土可有效抑制复合材料裂隙的发育且在遇水后具有较强的裂隙自愈性。当BPC-S-PG复合材料中的磷石膏掺量为50%时,相比于RB-S-PG复合材料而言,聚合物改性膨润土的添加使得表面的裂隙率在硬化1,7,14 d后分别降低了1.02%、1.31%和6.67%,且裂隙的遇水闭合程度在硬化1,7,14 d后分别高于RB-S-PG复合材料0.54%、1.78%和7.75%;3)复合材料的渗透系数随着硬化天数的增加逐渐增大,BPC-S-PG复合材料渗透系数的变化范围在3.0×10^(-9)~6.0×10^(-8)cm/s,抗渗性能优于RB-S-PG复合材料。综上,掺入磷石膏后复合材料满足规范中的防渗要求且具备优越的裂隙自愈性能,这极大地降低了成本并实现了固废资源化再利用。