【目的】通过木粉纤维增强生物塑料聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB),为生物复合材料的理论研究和生物可降解塑料的广泛应用提供科学依据和理论支持。【方法】以毛白杨木粉和P34HB为原料,采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料,基于电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA)和力学性能分析等手段对其结构和性能进行表征。【结果】随着木粉含量增加,生物复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度先增加后减小,冲击强度逐渐下降,拉伸强度、弹性模量和杨氏模量分别增加89%、59%和103%,储能模量E′逐渐增加,tanδ峰值先下降后上升。生物复合材料的高频率模量大于低频率模量,动刚度比静刚度好。相比P34HB,生物复合材料的热分解区间变宽,热解速率变慢,热解剩余质量增加。【结论】随着木粉含量增加,P34HB分子链运动受阻,生物复合材料的储能模量和脆性增大;同时,木粉纤维的成核作用诱导P34HB形成结晶度高、层状结构发达的横晶层,木粉与P34HB之间界面结合力增强,力学性能和热稳定性明显提高。综合考虑,P34HB/木粉生物复合材料的最佳木粉加入量为50%。

以竹炭粉、陶土为主要原料,经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得竹炭陶土复合材料(以下称竹炭陶),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱测试仪(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积测试仪等仪器,对竹炭陶的微晶构造、孔隙结构、吸附和红外辐射性能等进行表征。结果表明:竹炭微粒镶嵌在陶土基体中,保留原有以中孔为主的孔隙结构和类石墨化晶体结构,获得的竹炭陶具有较大的比表面积和中孔为主的孔隙结构,能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。加入一定量的竹炭能提高竹炭陶的远红外发射率,其红外发射率均高于陶土和竹炭,结合红外吸收光谱谱图分析,竹炭陶具有高红外发射率的本质在于具有倍频...

采用银盐和经氢氟酸处理的高纯度晶体硅粉反应的方法在晶体硅表面沉积银,制备了Si/Ag复合材料,用XRD、TEM、HRTEM确定了这种复合材料的物相组成和结构,发现银是以晶体的形式沉积在晶体硅表面,绝大部分银晶体粒子的大小在30 nm以下,EDAX分析得出复合材料表面不同位置Si与Ag质量比有比较大的差别。首次提出了将这种Si/Ag复合材料用酚醛树脂或沥青树脂包覆,经裂解得到Si/Ag/无定性C复合核壳结构材料,作为锂离子负极材料的设想。

【目的】以高能微波处理后的木材增值利用为研究目标,制备填缝型微波膨化木基金属复合材料(WMC),为微波处理人工林实木增值利用提供参考。【方法】采用抽真空浸渍方法,以锡铋低熔点合金和辐射松微波膨化木为原料,制备填缝型WMC,通过扫描电镜、能谱分析、计算机层析成像、动态热机械分析、热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、红外光谱等测试技术,表征和分析WMC的微观形貌、热稳定性、表面接触角等性能。【结果】锡铋合金填充在微波膨化木的缝隙处,与木材形成"机械互锁"方式的啮合结构,使其在缝隙处紧密结合,提高了界面结合强度。WMC中锡和铋的质量分数分别为25.97%和31.13%,计算机层析扫描图像重构了锡铋合金在WMC中的空间分布位置,实现了WMC可视化的三维渲染,展示了其独特的纹理。WMC与基材相比具有更高的贮存模量、损耗模量和残炭量,热稳定性得到提高。WMC未出现新的酯类、醚类等官能团特征峰,晶体结构未受到破坏,结晶度呈现上升趋势,由基材的25.9%增加至38.6%。60 s时接触角比基材提高了172%,疏水性显著提高。【结论】本研究制备了填缝型微波膨化木基金属复合材料,观察与模拟了锡铋合金在微波膨化木中的分布,表征了其热稳定性与表面接触角等性能,为基于高能微波处理木材研制新型木质产品提供了新思路。

木粉是一种可再生的生物质原料,聚乳酸(PLA)是一种绿色环保的高分子材料,使用两者制备复合材料有着很好的环境效益和经济效益。但PLA/木粉复合材料存在相容性差、熔体流动困难以及脆性大等问题,这些已成为PLA/木粉复合材料研究和应用中必须考虑的问题。本文使用具有梯级反应温度性质的三聚氯氰(TCT)对杨木粉(RWF)进行表面修饰改性,制备了三聚氯氰改性木粉(TWF),利用其和油脂基胺的较高反应活性改性复合材料。使用TWF和油胺(OAM)分别通过溶液接枝法和反应挤出接枝法制备增容复合材料。使用聚乙烯亚胺(PEI

以木粉和聚丙烯为主要原料,填充改性炭黑(M-CB)和可膨胀石墨(EG)制备阻燃抗静电木粉--聚丙烯木塑复合材料,并进行力学性能、表面电阻率、氧指数及燃烧性能、热失重行为、阻燃性能测试。结果表明:加入15g EG、10g M-CB后,木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了2.0%、5.2%和15.6%,电阻率下降到了108Ω;与空白样相比,复合材料的起始分解温度从255.0℃上升到了272.5℃,木粉最高分解温度由349.2℃下降到了287.5℃,聚丙烯的最高分解温度由448.1℃上升到了477.9℃,在800℃下的残炭率由9.9%上升到了33.5%;点燃时间从3 s增加到了14 ...

以木质纤维为基体,Fenton试剂化学改性后的工业木质素为黏结相,采用"高速混合-平板热压"的工艺技术路线制备环保型木质基复合材料。采用正交试验设计及极差分析,探索性能优良的环保型材料的制备工艺,通过傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、动态热机械分析(DMA)、环境扫描电镜(SEM)对材料的化学组分、聚集态结构、动态热机械性能以及微观形貌特征进行表征。结果表明:1)在氧化改性工业木质素填加量25%、板坯含水率20%、热压时间7min、热压温度170℃的工艺条件下,木质基复合材料的理化性能能够满足GB/T11718—2009中干燥状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-...

为改善亲油性的PVC基体与亲水性木粉之间的相容性,用甲基丙烯酸与丙烯酸丁酯共聚物(P(MAA-co-BA))作为PVC-木粉复合材料的相容剂,研究相容剂的用量及木粉的碱预处理对PVC-木粉复合体系性能的影响,并通过FTIR、接触角、DSC、SEM等手段来表征。FTIR表明:改性后木粉与P(MAA-co-BA)发生了化学键合。接触角分析表明:改性后木粉与PVC界面张力下降;P(MAA-co-BA)有利于木粉与PVC界面的改善和相容性的提高,适量的P(MAA-co-BA)可以提高复合材料的力学性能,过量反而降低力学性能;当P(MAA-co-BA)用量为木粉用量的10%时,复合材料的拉伸强度提高了7...

以水热法制备8种MWCNTsGTi O2纳米复合材料,通过XRD、SEM、Raman、BET、FTIR等方法对复合材料进行表征.以罗丹明B为降解目标物,考察MWCNTsGTi O2纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响.结果表明:MWCNTs与Ti O2结合紧密,Ti O2微粒均匀分散在MWCNTs上,引入MWCNTs能提高Ti O2的比表面积,且不会改变Ti O2的锐钛矿晶相.光催化过程中,MWCNTs的引入抑制复合材料中光生载流子复合,进而提高复合材料的光催化效率.紫外光辐照下,MWCNTs的引入对Ti O2光催化活性有显著提高;而在...

以水热法制备8种MWCNTs-TiO2纳米复合材料,通过XRD、SEM、Raman、BET、FTIR等方法对复合材料进行表征。以罗丹明B为降解目标物,考察MWCNTs-TiO2纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响。结果表明:MWCNTs与TiO2结合紧密,TiO2微粒均匀分散在MWCNTs上,引入MWCNTs能提高TiO2的比表面积,且不会改变TiO2的锐钛矿晶相。光催化过程中,MWCNTs的引入抑制复合材料中光生载流子复合,进而提高复合材料的光催化效率。紫外光辐照下,MWCNTs的引入对TiO2光催化活性有显著提高;而在可见光辐照下,...

分别采用浸渍法和沉淀-水热法制备了CuO/CeO_2复合催化剂.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDX)、N2吸附-脱附测试(BET)等手段对样品进行了表征.沉淀-水热法制备的CuO/CeO_2复合材料具有更好的结晶性,而浸渍法制备的复合材料上CuO主要以无定形态存在.两种复合材料中CuO颗粒的尺寸较复合前明显减小且分散均匀.沉淀-水热法制备的复合材料颗粒间结合紧密,形成连通的孔结构,而浸渍法制备的复合物孔径分布较窄.测定了不同的反应温度下复合材料催化丙烯还原NO的

【目的】探究聚乙烯醇/锂铝水滑石（PVA/LDH）分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响，为构建高性能木质复合材料提供理论依据，实现木材加工剩余物的高值化利用。【方法】受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发，以巴沙木加工剩余物（木粉）为主要原料，经脱木素和氧化改性过程，获得2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）功能化改性木粉（T-WP），向其中加入不同比例PVA/LDH分散液，通过真空抽滤自组装过程将无机纳米片水滑石插层，构建天然有机聚合物与无机纳米片复合的高性能新型木质层状复合材料，基于FTIR、XPS、Zeta电位、力学性能等测试与分析，探究各组分间相互作用及机械性能协同增强机制。【结果】 1）木粉粒径100目时，纯T-WP薄膜的力学拉伸强度和韧性最大，分别为（225.25±0.82）MPa 和（5.18±0.36）MJ·m~(-3)。2）PVA/LDH纳米片体系在T-WP上成功插层，并与T-WP分子链上的含氧官能团形成氢键、静电相互作用以及共价交联作用。3）对不同PVA/LDH添加量的T-WP-PVA/LDH复合材料进行力学性能分析，研究表明PVA/LDH添加量为20 wt%时，T-WP-PVA/LDH复合材料的拉伸强度和杨氏模量达最大，分别为（287.29±4.91）MPa和（14.21±2.60）GPa，是纯T-WP的1.28和2.40倍。4）在相对湿度90%、温度25 ℃条件下放置16 h，T-WP-PVA/LDH复合材料的吸湿率为45.43%，力学拉伸强度为105.40 MPa；在湿润土壤中，T-WP-PVA/LDH木质复合材料表现较好的可生物降解特性。【结论】T-WP-PVA/LDH仿生层状复合材料中，T-WP分子链上的活性含氧基团与PVA/LDH体系形成氢键、静电相互作用以及Al—O—C共价交联作用，构建协同增强体系，赋予T-WP-PVA/LDH木质复合材料优异的力学性能。木质层状复合材料优异的特性使其在包装、地膜、一次性餐盒等领域具有广泛应用前景，有望替代部分聚乙烯、聚丙烯等石油基产品。

铝合金是汽车、航空等领域轻量化过程中的重要应用材料,但铝合金强度和塑性的不足限制了其应用。为了提高5052铝合金的强度及塑性,采用多道搅拌摩擦加工的方法成功制备出碳纤维增强铝基复合材料。对复合材料的力学性能和组织形貌进行了测试和分析,结果表明:复合材料的抗拉强度相较于母材提升了18.9%,延伸率提升了19.7%。通过扫描电镜和透射电镜观察发现复合材料中碳纤维弥散分布,复合材料断口观察到韧窝内有明显的碳纤维拔出痕迹,说明复合材料的强度及塑性提升与碳纤维的弥散分布及碳纤维的载荷转移作用有关。

采用机械球磨与放电等离子烧结相结合的方法，制备了CrCoNi颗粒质量分数分别为2.5 wt%、5 wt%和10 wt%的CrCoNi/AZ31复合材料试样。采用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料进行表征，并对复合材料的纵截面进行X射线衍射仪（XRD）分析。还对CoCrNi/AZ31复合材料进行了力学性能测试，研究了复合材料的硬度，测试了不同温度和应变速率下的屈服极限。该实验涉及粉末冶金、材料表征和力学性能等方面知识，综合性强，有助于培养学生的科研思维及综合运用所学知识的能力。