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[期刊] 林业科学
[作者]
张亚梅 于文吉
毛竹竹材的纤维化单板经高温处理后,热压制备成竹基纤维复合材料(BFC)。分析热处理对纤维化竹单板化学性能的影响及热处理对BFC表面颜色、尺寸稳定性、力学性能的影响。结果表明:纤维化竹单板经热处理后,其综纤维素和α-纤维素的含量相对于未处理材显著降低,其中半纤维素含量降幅最大;热处理后竹材的pH值相对于未处理材显著降低,碱缓冲容量显著增大,而酸缓冲容量降低。由纤维化竹单板经热处理后制备的BFC,表面颜色变深,吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率相对于未处理材显著降低,尺寸稳定性得到改善;材料的静曲强度和水平剪切强度相对于未处理材显著降低,且随着蒸汽压力的增大和热处理时间的增长呈逐渐降低的趋势,而弹性模...
[期刊] 林业科学
[作者]
孟凡丹 王超 向琴 余养伦 于文吉
【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
任文涵 张丹 王戈 李文燕 程海涛
为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+竹浆纤维共混4种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分析了竹屑-HDPE复合材料与其他3种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE复合材料相比,竹屑-HDPE复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料降低了8.08%和17.64%。竹屑-HDPE复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE复合材料相比,...
关键词：
竹质纤维 复合材料 力学性能 热性能
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
杜珂珂 雍宬 孙恩惠 黄红英 曲萍 徐跃定 陈玲 孙倩 关明杰
【目的】探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响，为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。【方法】接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理，测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化，测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S_0)、经生物改性处理5(S_5)和10 d (S_(10))秸秆纤维的结晶度和微观形貌，制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料，分别标记为F_0、F_5、F_(10)，比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。【结果】改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除，但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S_0和S_(10),S_5的纤维素相对含量最高，为37.99%，结晶度也最好，为47.8%。3种秸秆基复合材料中F_5疏水性最好，表面能最低，冲击韧性最大(7 665.64 J·m_(-2));F_(10)抗弯性能更好，静曲强度和弹性模量分别为27.73和20 354 MPa，相比F_0分别提高了59.00%和50.17%。【结论】生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质，提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能，生物改性处理5 d的秸秆纤维更好，制备的复合材料性能更优良。图4表1参28
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
文爱诗 何素萍 潘浩津 KEHINDE Olonisakin 杨越飞 杨文斌
为了提高纤维与基体不饱和聚酯界面的结合强度，利用低温等离子体技术对纤维表面进行预处理，探讨了低温等离子体预处理对混杂纤维(亚麻纤维与玄武岩纤维)复合材料性能的影响.SEM分析表明，改性后的玄武岩纤维、亚麻纤维表面与基体界面之间的结合强度增大.FTIR分析表明，低温等离子体预处理产生的-C-OH、-C-O、-COOH和-COO-含氧基团提高了纤维与基体之间界面的结合强度.力学测试试验结果表明，PB/F、PB/PF和B/PF的弯曲和冲击性能明显提高，B/PF的弯曲强度比未处理的B/F提高40.5%,PB/PF、B/PF的冲击韧性比B/F提高116%.混杂纤维复合材料表现出较好的弯曲和冲击性能.
[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。
[期刊] 林业科学
[作者]
余养伦 秦莉 于文吉
以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板,经过热处理、浸胶、热压等工序制造本色和炭化色室外地板用竹基纤维复合材料,并与室外地板用重组竹的性能进行对比。结果表明:竹基纤维复合材料性能优于重组竹,慈竹竹基纤维复合材料的性能优于毛竹;热处理对吸水厚度膨胀率、防腐和防霉等性能具有改善作用,对水平剪切强度具有不利影响;采用纤维化单板,改变了传统重组竹的束状元结构,提高了竹材的利用率和生产效率,可促进竹材产业升级尤其是丛生竹的工业化利用。
关键词：
纤维化竹单板 竹基纤维复合材料 室外地板
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
郭文静 鲍甫成 王正
为研究不同受热与剪切作用程度的复合方式对木纤维-聚乳酸(WF-PLA)生物质复合材料结构与性能的影响,分别采用常规混合、高速混合、熔融挤出法制备了WF-PLA生物质复合材料,并用DSC、TGA、GPC等方法进行了分析。结果表明:①不同复合方式对WF-PLA生物质复合材料结构与性能有显著影响。②受热与剪切作用时间最长的熔融挤出法制备的WF-PLA生物质复合材料,弯曲强度最低(25.39 MPa),密度最大(1.34 g/cm3),耐水性最好,熔点和热分解温度明显降低,聚乳酸相-Mw和-Mn分别只有聚乳酸原料的13.5%和14.6%。③受热与剪切作用时间最短的常规混合法制备的WF-PLA生物质复合...
[期刊] 林业科学
[作者]
鲍甫成 张双保 赵立 高黎 陈勇平
采用迁移施加BZ - 2号表面处理剂方法对三倍体毛白杨木材玻璃纤维复合材料性能改善进行研究 ,结果表明 :施加表面处理剂BZ - 2号 0～ 2 % ,不仅可以改善复合材料的物理力学性能 ,而且还使其耐老化性能得到了提高。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵俊石 徐正东 王金林 张双保
以杨木单板为基材、玻璃纤维为增强材料,按照单板层积材的结构设计制备增强复合材料层板。通过对复合材料层板进行应力分析,研究玻璃纤维布的铺放位置和层数对复合材料层板力学性能的影响。结果表明:玻璃纤维越靠近复合材料层板的表层,层板的静曲强度和弹性模量越大;玻璃纤维向心层靠近,其增强作用明显减弱。随着玻璃纤维布层数的增加,复合材料层板的静曲强度和弹性模量均呈上升趋势。玻璃纤维对复合材料层板的力学性能有显著的增强作用,且玻璃纤维布的铺放位置和层数与复合材料层板的力学性能密切相关。
关键词：
玻璃纤维 增强 复合材料层板
[期刊] 林业科学
[作者]
王海刚 宋永明 王清文 张征明
采用一步法连续挤出技术将杨木针状纤维与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备木塑复合材料(NF-WPC)。用正交试验法分析纤维尺寸、纤维添加量、偶联剂含量和润滑剂含量4个因子对NF-WPC力学性能影响的显著性;用扫描电子显微镜观察分析NF-WPC中木纤维与HDPE的界面结合状况;提出优化的工艺配方并与相同木材含量的木粉/HDPE复合材料进行对比研究。结果表明:针状木纤维的含量对NF-WPC冲击强度影响显著,对弯曲性能和拉伸性能的影响高度显著;偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的添加量对NF-WPC的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度影响显著;在本文的试验范围内,木纤维尺寸和润滑剂石蜡的含量对N...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王正 赵行志 郭文静
该文利用聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等 3种回收塑料与木材纤维复合制备复合材料 ,分析不同回收塑料种类、木材纤维与塑料不同质量比和热压温度等工艺条件对复合材料物理力学性能的影响 .结果表明 :3种回收塑料中回收聚苯乙烯塑料性能最好 ,回收聚丙烯塑料其次 ,回收聚乙烯塑料最差 .木塑质量比 5 0∶5 0效果最好 .塑料含量低时 ,内结合强度和拉伸强度低 ,吸水厚度膨胀率高 ;塑料含量过高时 ,静曲强度和弹性模量降低 .热压温度在1 90℃效果最好 .温度过低时 ,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和内结合强度较差 ;温度过高时 ,木材纤维降解加剧 ,塑料少量溢出 ,性能反而有所下降 .通过极差和方差分析...
[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] 中南林业科技大学学报
[作者]
黄琴琴 李新功 吴义强 郑霞
【目的】木纤维增强石膏基复合材料的耐水性和韧性较差，限制了其在建筑领域进一步的发展，针对此材料上述2种缺点开展木纤维增强石膏基复合材料的耐水增韧改性研究，扩展石膏基复合材料的应用领域，提高其经济效益。【方法】以硅酸盐水泥为无机改性剂、聚乙烯醇溶液(PVA)为增韧剂，探究两者协同对木纤维增强石膏基复合材料力学性能和耐水性能的影响，通过X-射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构进行了表征。【结果】硅酸盐水泥和PVA在复合材料中产生了协同作用，可以弥补单掺水泥强度低和单掺PVA耐水性差的缺点。复合材料抗折强度和抗压强度分别为5.56和10.01 MPa，较改性前分别提升了40%和63%,2 h吸水率和24 h吸水率分别为19.83%和20.14%，比改性前分别降低了10.17%和11.97%，软化系数提高了0.4。XRD、FT-IR、SEM结果显示水泥与石膏的水化反应产生了钙钒石和硅酸钙凝胶等水化物，水化物填充水泥石膏基体。孔结构分析结果显示，水泥和PVA的加入降低了复合材料的孔隙率，减少超大孔的出现，复合材料的耐水性和力学性能得到提升。【结论】硅酸盐水泥的加入使复合材料内部水化反应受到影响，导致复合材料的力学强度受到影响。加入PVA后的复合材料内部物质连接紧密，提高了复合材料的力学性能，但是耐水性较差。硅酸盐水泥和PVA协同能提高复合材料的力学性能和耐水性能，弥补了单掺硅酸盐水泥复合材料力学下降和单掺PVA复合材料耐水性差的缺点。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
潘明珠 周定国 张述垠 Mosto Bousmina
以麦秸纤维为增强材料、聚丙烯为基体物质、马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)为改性剂,制备麦秸纤维-聚丙烯复合材料。利用DMA、DSC、TG和SEM,探讨了MAPP的添加量(质量百分比1%、2%、5%、10%)和麦秸纤维形态(35目)对麦秸纤维-聚丙烯复合材料的热力学性能和结晶性能的影响。结果表明:①当MAPP的添加量为2%时,麦秸纤维-聚丙烯复合材料的储能弹性模量减小;当MAPP的添加量增加到5%、10%时,复合材料的储能弹性模量增加。②在麦秸纤维-聚丙烯体系内添加MAPP后,麦秸纤维-聚丙烯复合材料的结晶温度提高约1℃,结晶度增加了4%～8%;麦秸纤维以28～35目...
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