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[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]
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] 林业科学
[作者]
贾莹莹 宋永明 于富磊 王奉强 王清文
采用锥形量热仪(CONE)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)和力学试验等研究手段,分析聚磷酸铵(APP)、磷酸脒基脲(GUP)及二者复配(GUP/APP)对木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料燃烧性能、热降解行为以及力学性能的影响。CONE研究结果表明:APP可显著降低WF/HDPE复合材料的热释放,但同时也使得复合材料的烟释放增加;将GUP与APP按适当比例复配不仅可以有效抑制复合材料的热释放,而且可以降低烟释放速率,表现出较好的协同阻燃和抑烟作用。TGA结果表明:GUP与APP复配使得WF/HDPE复合材料的初始热分解温度降低,残炭产率提高。此外,GUP和APP复配阻燃WF...
[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]
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] 林业科学
[作者]
宋永明 王清文 龚丽 李春桃
采用锥形量热仪(CONE)研究可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用。CONE测试结果表明:EG和APP均可降低木粉/聚丙烯复合体系的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)和烟释放速率(RSR),提高成炭率;与APP相比,EG表现出更好的抑烟效果。当EG与APP的总添加量为15%、复配比例为2∶1时,能形成稳定致密的膨胀炭层,阻燃协同效应显著。力学性能测试结果表明:即使在马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的存在下,EG和APP阻燃剂的添加对复合材料的冲击强度和弯曲强度仍有不利影响,但EG的添加可提高复合材料的弯曲模量。
[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] 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] 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]
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] 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] 浙江农林大学学报
[作者]
李慧媛 周定国 吴清林
通过对比含有20 g·kg-1硼酸锌(Zn B),以及紫外光稳定剂/硼酸锌复配添加剂的木塑复合材料的耐老化性能,探讨复配紫外光稳定剂对材料耐候的影响。紫外光稳定剂包括受阻胺光稳定剂(hindered amine light stabilizer,HALS)和紫外吸收剂(ultraviolet light absorber,UVA)。木塑复合材料的耐老化性能通过材料表面颜色,表面润湿性以及弯曲强度来表征。结果表明:紫外光对材料性能的破坏集中于前500 h。光稳定剂可以有效地阻止紫外光对木塑复合材料的破坏,材料的力学性能会随着光稳定剂的加入量的提高而提高;相较于硼酸锌,受阻胺光稳定剂/硼酸锌复配紫...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
詹婷 任津源 彭尧 曹金珍
【目的】阐明不同竹纤维粒径和原料配比对竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料物理力学性能的影响机理，为石竹塑复合材料的工业化生产与应用提供依据。【方法】以碳酸钙、竹纤维和聚丙烯为原料，在控制竹纤维粒径（40目、80目和120目）与原料配比的基础上，制备竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料，考察其物理力学性能，并采用扫描电子显微镜、热重分析仪和熔融指数仪对复合材料的微观结构、热稳定性和流动性进行表征。最后，综合考虑生产成本与相关性能要求，为竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料的生产与应用提出建议。【结果】随着碳酸钙添加量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均逐渐下降，而密度则呈上升趋势。竹纤维粒径对复合材料物理力学性能的影响较为显著。当竹纤维粒径为80目，碳酸钙和竹纤维添加量分别为5%和45%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量最优，分别为36.09 MPa、62.6 MPa和4.30 GPa。碳酸钙添加量对复合材料冲击强度的影响不大。此外，随着碳酸钙添加量的增加，复合材料的热稳定性与熔体流动性均有所改善。当碳酸钙添加质量占比为20%时，复合材料的熔体流动速率为16.50 g/10 min，比未添加组提高了8.98%，加工性能得到改善。【结论】选用80目竹纤维的复合材料具有较优的物理力学性能，在添加碳酸钙后，复合材料的原料成本可降低1.63%～6.54%，且其相关指标仍远高于行业标准要求。
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