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[期刊] 林业科学
[作者]
宋永明 王清文
木塑复合材料(WPC)是一种兼具有木材和塑料双重优点的新型复合材料,在建筑、家具、装饰、运输和汽车内衬等领域显示出独特的优势并得到了迅速发展。为了进一步降低成本和增强木质感,商业化WPC产品的木质纤维填充量在40%～60%,甚至超过70%。这种高的木质纤维填充量造成了WPC挤出加工困难,主要表现为不稳定流动及表面撕裂等现象的出现,由此导致产品质量差,加工效率低。目前,人们对这种高填充体系下WPC熔体的流变行为尚不完全理解,更是缺乏系统的理论基础。高填充体系下WPC熔体中木质纤维材料与木质纤维材料之间、木质纤维材料与聚合物基体之间相互作用增强,其中木质纤维材料(种类、尺寸、填充量)、聚合物基体的...
[期刊] 林业科学
[作者]
王海刚 张京发 王伟宏 王清文
木塑复合材料属于生物质复合材料的范畴，是一种无毒、可循环利用的环境友好型材料，从２０世纪末开始到现在经历了２０多年的高速产业化发展。但木塑复合材料力学性能偏低，特别是韧性差，导致应用领域偏窄，是目前制约木塑复合材料发展的主要因素之一。众多研究表明，将纤维添加到木塑复合材料中形成多元结构复合材料，可提高木塑复合材料的力学性能。本文概述了纤维增强木塑复合材料的研究现状，按天然纤维素纤维、合成纤维、非金属纤维、金属纤维４大类归纳了常用作增强复合材料的纤维，综述了采用玻璃纤维、矿物质纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和天然纤维素纤维等增强木塑复合材料的制备方法和增强效果。结果表明，不同种．．．
[期刊] 林业科学
[作者]
王伟宏 王清文 宋永明
对木塑复合材料(WPC)在耐紫外线老化性能、耐潮湿及冰冻性能和耐真菌腐蚀性能方面的研究成果进行介绍,希望有助于正确评价和使用木塑复合材料,同时为新产品开发提供借鉴。WPC在紫外线作用下产生褪色现象,力学性能降低,而且喷水与紫外光的共同作用会加剧破坏程度;木粉含量高、颗粒大的WPC更易遭受真菌腐朽威胁,目前已研制出硼酸锌等多种专用防腐剂;WPC吸水速度慢,但绝大部分集中在表层,吸水与冻融循环都会降低力学性能。不同方式生产的WPC其性能有所差异。目前,对老化降解的机理问题仅进行了初步解释。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
袁宁 罗迎社 胡云楚
通过超声波分散改性技术对硅烷偶联剂KH570改性的纳米碳酸钙进行表面改性制备了改性纳米碳酸钙,采用熔融共混法制备了木纤维(WF)/聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙三元复合材料。使用ARES旋转流变仪系统研究了复合材料的动态流变性能。结果表明:扫描频率、温度及纳米Ca CO3含量均会对体系的流变性能产生影响。随着扫描频率的增大,体系的储能模量G′与损耗模量G″越大,而复数粘度η*则减小,温度升高时复数粘度和松弛时间降低。当纳米Ca CO3加入量≤15%(质量分数)时,随着纳米Ca CO3含量的增加,WF/PP/纳米Ca CO3复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加且均高于WF/PP,当纳米Ca CO3加入量>15%(质量分数)时,反而呈下降趋势。
关键词：
复合材料 纳米碳酸钙 动态流变性能
[期刊] 林业科学
[作者]
邱坚 肖绍琼 杜官本 木乔英
采用乙烯基类系列单体———丙烯腈 (AN)、甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、丙烯酸 (AA)三元共聚单体注入西南桤木木材中 ,制成新型的高分子复合材料 (AMA WPC)。单体的注入用满细胞法 ,聚合用热引发法 ,并采用添加氯化锌对木材细胞壁进行活化等工艺对木塑复合材进行了研究和分析。实验样品按照国标GB192 7-194 3有关规定进行测试 ,并结合傅立叶红外光谱和扫描电镜探讨了各因素对AMA WPC材料接枝率及性能的影响。结果表明 :改性后西南桤木木塑复合材料具有优异的物理、力学性能。与素材相比较 ,AMA WPC的密度提高了 5 9 8% ,顺纹抗压强度提高了 76 7% ,抗弯强度提高了...
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 鲍甫成 郭文静
选用 2种人工林木材 (马尾松与杨木 )和 3种废弃塑料 (聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯 )为原料 ,采用木材与塑料冷混 -热压工艺 ,通过正交试验研究不同树种、木材组元形态、补强剂、塑料种类、板材密度及不同木塑混合比等复合工艺因子对木塑复合材料性能的影响。结果表明 :树种、木材组元形态、塑料种类、木塑复合比例、板材密度与补强剂等复合工艺因子对木塑复合材料性能有不同程度的影响 ;提高塑料在木塑复合材料中的比例也可以达到与添加酚醛补强剂同样或更好的结果 ;以杨木原料、细长刨花形态、聚丙烯塑料、板材密度为 1g·cm- 3等为最佳复合工艺因子 ,制成的复合材料性能达到或超过相关普通刨花板 ,包括室外结...
关键词：
木材 塑料 复合材料 复合工艺因子
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
胡晗 吴章康 王云 关成 黄伟
木塑复合材料的老化性能直接关系其使用寿命和适用范围。使用稻壳、橡胶木锯末和橡胶籽壳分别与回收聚乙烯混合制备木塑复合材料。通过色差分析、红外光谱分析和差示扫描量热法(DSC),研究了3种木塑复合材料经紫外荧光老化后表面颜色、化学成分及结晶度的变化。结果表明,经2 000 h紫外荧光辐照后,处理B(锯末)ΔL和ΔE值为35和30,处理A(稻壳)为40和37,处理C(橡胶籽壳)为45和43;3种材料表面羰基浓度增大,表面氧化程度加深;紫外荧光辐照1 000 h后,处理B(锯末)结晶度由59.21上升到88.44,增加了49.37%;处理A(稻壳)结晶度由63.53上升到94.00,增加了47.96%...
[期刊] 林业科学
[作者]
高华 王清文 王海刚 宋永明
通过聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)机械混合来模拟废旧塑料混合物,利用马来酸酐(MAH)对PP/PE混合物进行接枝改性,然后以接枝共混物作为基体与木纤维复合制备木塑复合材料。通过对比接枝前后的红外光谱图,证明MAH已成功接枝在PP/PE共混物上。力学测试结果显示:基体经过接枝改性后,复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度均大幅度升高,当MAH用量为1%时,弯曲强度提高了50.4%,无缺口冲击强度提高了90.8%,而以废旧塑料为原料制备的复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度分别提高40.2%和53.4%。微观相形态分析表明:通过接枝改性不仅改善了PP/PE共混体系的相容性,同时也显著改善了木纤维与PP/...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
柴媛 傅峰 梁善庆
为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料(电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材)的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
高黎 王正 郭文静
为了分析聚磷酸铵在热压过程中提高木塑复合材料性能的原理,利用Coats-Redfern方法计算了经阻燃处理的木纤维在热压温度范围内(170～190℃)的表观活化能,利用红外光谱对阻燃和未处理木纤维热压后特征官能团的变化进行了比较,并制备无胶纤维板和木塑胶合板进行性能评价和验证。结果表明:1)阻燃木纤维的表观活化能比未处理木纤维的低;2)热压后,阻燃木纤维中羰基、甲基、醚键等基团都有量的变化;3)阻燃无胶纤维板有较高的抗弯强度;4)阻燃木塑胶合板有较高的干状胶合强度。可见,聚磷酸铵的加入提高了热压过程中木纤维的表面活性,改善了木塑界面的相容性,宏观表现为提高了木塑复合材料的物理力学性能。
[期刊] 林业科学
[作者]
吕少一 傅峰 王思群 黄景达 胡拉
作为一种天然可再生资源,纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米科技的发展,利用化学、物理、酶催化等方法得到一维纳米尺度的纳米纤维素应运而生。由于纳米纤维素具有高强度、高表面积、低热膨胀系数、易交织成网状结构等特点,其作为基体材料在柔性屏幕、透明传感器及储能器件方面发展迅速。按照制备方法(机械法、氧化法、水解法)的不同,可以得到具有不同物理微观形态和化学修饰基团的2类纳米纤维素:纳米纤维素纤丝和纳米纤维素晶体。按照储能机制的不同,导电活性物质主要包括导电高分子(聚吡咯、聚苯胺等)、金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛、氧化锌等)和碳材料(碳纳米管、石墨烯等)。由于纳米材料形态特征的差异...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
潘明珠 梅长彤
用聚磷酸铵(APP)与阻燃协效剂纳米二氧化硅(SiO2)制备了阻燃型木塑复合材料,并利用FTIR、SEM和力学性能测试仪,探讨纳米SiO2的添加量(2%、4%、6%)和APP的添加量(8%、10%、12%)对木塑复合材料的界面性能和力学性能的影响。结果表明:1)当纳米SiO2添加量为2%~6%、APP添加量为8%~10%时,两者可以均匀地分布在木塑复合材料的孔隙中,并且纳米SiO2可以与木质纤维形成Si—O—C结合,改善复合材料的界面性能;但是,APP添加量增加至12%时,纳米SiO2和APP之间会发生团聚,降低了复合材料的性能。2)当纳米SiO2添加量为2%~6%、APP添加量为8%~10%...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘子昕 王琦 闫承琳 王鑫旭 李晓旭
【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础，开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究，优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数，为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析，确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真，分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征，获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量，以液滴成形质量和主液滴速度为指标，开展仿真实验求解优化参数组。【结果】单因素实验得到了撞针速度0.3～0.9m·s~(-1)，喷嘴直径0.10～0.20 mm，供胶压力0.1～0.3 MPa，阀座锥角120°～130°的合理喷射参数范围。正交实验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素，供胶压力是影响液滴速度的显著因素，并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10mm，撞针速度0.9 m·s~(-1)，供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型，完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究，获得了最优的喷射参数组合。图8表4参17
[期刊] 林业科学
[作者]
欧荣贤 王清文
用马来松香对木粉进行流动性能改善处理,与高密度聚乙烯(HDPE)熔融复合,挤出成型制备木粉/HDPE复合材料(WF-HDPE)。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)技术,分析经马来松香改性前后木粉表面官能团的变化和元素的变化,采用旋转流变仪研究WF-HDPE的流变行为。FTIR与XPS分析表明,马来松香分子中的酸酐基团与木粉表面的羟基发生了酯化反应,并且马来松香是以单酯的形式接枝到木粉表面,同时产生一游离羧基。WF-HDPE流变学研究表明:复合材料的复合黏度(η*)、储能模量(G′)和损耗模量(G″)随马来松香用量的增加先减小后增大最后减小,但体系的黏度和模量总体呈...
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