天然植物纤维木塑复合材料的研究进展

针对天然植物纤维木塑复合材料质量小、综合性能好、环保、成本低等特点,综述天然植物纤维木塑复合材料的研究进展,总结3种改性方法,即植物纤维表面改性、添加相容剂、混杂增强对复合材料性能的影响,介绍丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)基、聚乳酸(PLA)基、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基木塑复合材料及发泡木塑复合材料等新型木塑复合材料的研发进展,指出天然植物纤维木塑复合材料的发展趋势。     

剑麻增强PBS复合材料流变性能研究

流变参数是加工成型植物纤维复合材料的重要参数之一,植物纤维与聚合物复合体系不适宜用毛细管流变仪测量流变性能。本文建立一种利用转矩流变仪测量流变特性的方法,表征了不同剑麻纤维含量下,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长度和直径,分析剑麻纤维含量和转速对复合材料中纤维长度以及复合材料弯曲强度的影响。结果表明,由于纤维的解缠,断裂和取向,复合材料剪切变稀现象随剑麻纤维含量的增加而更为明显。     

剑麻纤维水泥混凝土复合材料性能试验的研究

为了了解剑麻纤维掺入混凝土后,其物理和力学性能的变化规律,通过对不同掺量剑麻纤维水泥混凝土复合材料的工作性、力学性能、耐久性等进行试验,发现不同掺量剑麻纤维对剑麻纤维增强水泥基复合材料的坍落度、含气量、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、耐久性等性能的变化情况,从而确定出最佳剑麻纤维的掺量范围,为进一步研究剑麻纤维增强水泥基复合材料其它性能及应用提供参考.通过试验得出在水泥混凝土中掺入剑麻纤维后能提高其抗劈裂抗拉强度和抗折强度.     

剑麻纤维增强PBS复合材料的流变性能

植物纤维与聚合物复合体系不适宜用毛细管流变仪测量流变性能.为此,文中建立一种利用转矩流变仪测量流变特性的方法,利用该方法表征了不同剑麻纤维质量分数下,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长径比,分析剑麻纤维质量分数和转速对复合材料中纤维长径比以及复合材料弯曲强度的影响.结果表明,由于纤维的解缠、断裂和取向,复合材料的剪切变稀现象随剑麻纤维质量分数的增加而更为明显.     

塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响

植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料,淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制,对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析（FT-IR）和X射线衍射分析（XRD）对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征,以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化,结果表明：塑化过程中淀粉结晶结构发生变化,结晶区A型结晶遭到破坏;塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键,淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明,塑化使淀粉分子结构发生变化后,由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升,防水性得到改善。淀粉结晶区被打破,无定形区增多,淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面,因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱,淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。     

苎麻纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备及力学性能研究

为进一步研究天然纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备工艺和力学性能,以预塑化淀粉为原料,甘油为塑化剂,利用苎麻纤维作为增强材料,热压制备纤维增强热塑性淀粉复合材料.分别研究了热压温度、热压时间、苎麻纤维含量和纤维表面处理方式等对苎麻增强热塑性淀粉复合材料力学性能的影响.得到最佳制备条件:热压温度135℃、热压时间18min、苎麻纤维含量1.5g、5%NaOH预处理纤维24h.     

纤维增强树脂基复合材料在土木基础设施领域中的应用

纤维增强树脂基复合材料作为一种高性能结构材料在基础设施领域逐步得到关注和应用,国内外相关学者开展了大量的研究与实践应用。本文对纤维增强树脂基复合材料的组成、主要特点以及成型工艺进行简单介绍,对纤维增强树脂基复合材料分别在建筑、桥梁、道面、防撞以及地下等土木基础设施领域中的研究及应用进行介绍与探讨。基于纤维增强树脂基复合材料已经显示的优势,对其发展趋势进行阐述:海工复合材料、复合材料漂浮式光伏支撑结构、智能复合材料以及复合材料和传统钢、混凝土材料的组合结构等均具有广阔的前景。通过对土木基础设施领域纤维增强树脂基复合材料应用进行系统综述,从而促进纤维增强树脂基复合材料的研究与工程应用。     

表面处理对玻纤/碳纤增强橡胶基密封复合材料性能的影响

采用压延成张工艺制备碳纤维和玻璃纤维混杂增强非石棉橡胶基密封复合材料(NAFC),以横向抗拉强度作为表征混杂增强橡胶基密封材料中纤维与橡胶界面粘结性能的指标.通过扫描电镜(SEM)对材料横向拉伸试样断口进行形貌分析,及对材料的耐油、耐酸、耐碱性能进行测试,探讨了不同表面处理工艺对纤维与基体界面粘结效果的影响.研究结果表明,对玻璃纤维采用偶联剂KH550浸渍后涂覆环氧树脂涂层,对碳纤维在空气氧化后涂覆环氧树脂涂层,可有效增强纤维、基体的界面粘结,所制得的混杂纤维增强复合材料具有较好的机械性能和耐介质性能.     

植物纤维与聚乳酸制备生物质复合材料的研究

本文研究了以植物纤维与聚乳酸为原料制备生物质复合材料的工艺,探讨不同加工方式、纤维种类和添加量对植物纤维/聚乳酸复合材料拉伸性能及透湿性的影响,并利用扫描电镜对复合材料进行表征。研究结果表明:复合材料采用熔融挤出加工方式比物理混合的性能好,而蔗渣纤维作为填料是较好的选择;同时,当植物纤维添加量低于20%时,随着添加量的增加,材料的拉伸强度和断裂伸长率随之下降。     

干态剑麻叶片及其复合板材拉伸性能研究

探讨了以干态剑麻叶片作为增强材料与环氧树脂复合后制成复合板材的拉伸性能.研究结果表明,剑麻叶片自身可视为一种定向增强的复合材料,与环氧树脂复合后,在定向拉伸性能上可以得到进一步改善.     

沥青混凝土面板防渗层木质素纤维掺量试验研究

张河湾抽水蓄能电站上水库通过添加木质素纤维的方法来改善其高温下库坡沥青混凝土面板防渗层的稳定性.分析在不同沥青用量下,木质素纤维掺量与沥青混凝土的斜坡流淌值的关系,对不同木质素纤维掺量下的拉伸应变值和弯曲应变值进行比较,得出木质素纤维的最佳掺量.     

生态节能复合墙体植物纤维水泥基材料试验

农作物秸秆纤维水泥基复合材料是一种新型的绿色环保建材产品,密肋复合墙结构是适应我国墙体改革及住宅产业化要求的产物.通过对4组不同配合比稻秸秆纤维水泥基材料的试验研究,就其掺量对复合材料物理及力学性质的影响进行了探讨,通过ANSYS有限元分析,模拟了稻秸秆纤维水泥基砌块墙板的受力性能.试验表明,6%掺量的试件各项性能指标较符合墙板的砌块材料要求.     

蒲绒纤维的吸油性能

利用蒲绒纤维作为吸油材料吸附机油和植物油.结果表明:由蒲绒纤维制得的吸油材料吸油效果良好,1g纤维分别能吸收24.7g纯机油和27.8g纯植物油;在油:纯净水混比1:4条件下,1g纤维分别能吸收17～22g机油和18～24g植物油.香蒲绒纤维经2.5kPa压强机械挤压重复5次,1g蒲绒纤维分别吸收11g机油和9g植物油.蒲绒纤维独特的结构和表面蜡质是决定其吸油能力的重要因素.     

不同改性尼龙短纤维增强天然橡胶复合材料的性能研究

用偶联剂KH550、KH560、KH570、NXT和H₃PO₄刻蚀对尼龙短纤维进行表面改性,将改性后的尼龙短纤维与天然橡胶制成母炼胶,然后用母炼胶制备尼龙短纤维-天然橡胶复合材料。通过力学性能测试以及RPA检测等手段,分析不同偶联剂和H₃PO₄刻蚀改性尼龙短纤维对复合材料综合性能的影响,发现用偶联剂KH570处理尼龙短纤维是改善复合材料综合性能较好的方法。在偶联剂KH570处理的尼龙短纤维基础之上添加不同相溶剂制备复合材料,通过力学性能测试分析不同相溶剂对综合性能的影响。并用扫描电镜(SEM)对复合材料断口形貌进行观察和分析,发现添加进口相溶剂能有效提高偶联剂KH570处理的尼龙短纤维在天然橡胶中的分散性,同时也能减少复合材料表面的孔洞即提高了尼龙短纤维与天然橡胶之间的界面粘结力。     

复合蛋菜肠的制作研究

研究了以鸡蛋和蔬菜粉为主要原料制作蛋菜肠的配方及工艺流程 (技术要点 )。通过二次回归正交试验 ,初步研究了在蛋菜肠中加入蔬菜粉的量 ,以及产品的特性及加工工艺     

钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能仿真

研究了一种新型的复合材料-钢纤维聚合物混凝土，用它来做机床的基础件，其静动态性能优于传统的灰铸铁床身，从钢纤维聚合物混凝土的实验材料和制备方法入手，利用力学原理简单研究了钢纤维的增强机理，并且利用有限元的方法，对机床的床身进行模拟，得到了不同截面尺寸的固有频率，通过同结构的钢纤维聚合物混凝土和铸铁床身进行谐响应分析，证明了钢纤维聚合物混凝土床身良好的动态性能。     

硬涂层材料对碳纤维增强复合材料叶片的振动特性影响

针对两类具有压电和压磁效应的典型陶瓷基材料的硬涂层,考虑硬涂层材料和碳纤维增强复合材料各向异性特征,建立硬涂层-碳纤维增强复合材料叶片动力学模型,基于模态分析的方法得出硬涂层材料对叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性,并对叶片不同转速下的固有特性进行分析。研究了硬涂层材料涂覆的厚度及位置对碳纤维增强复合材料叶片振动特性的影响,结果表明,具有压电效应的硬涂层材料涂敷在碳纤维增强复合材料叶片上可以减小振幅,从而达到减振的目的,且涂敷在叶盆上的减振效果优于涂敷在叶背上。     

多层次修正的纤维增强复合薄壳振动响应分析

采用多层次修正技术对纤维增强复合薄壳的振动响应进行了分析.首先,考虑了复合薄壳纤维方向的影响,并采用Ritz法求解获得了复合壳的振动响应.其次,利用多层次修正技术和测试获得的实验数据,对复合薄壳的几何参数和物理参数进行修正,进而获得了较为精准的理论模型.最后,以T300碳纤维/树脂基复合薄壳为例,搭建了激光旋转扫描测试系统,并获得了前6阶固有频率、模态振型和振动响应.修正后计算获得的共振响应数据与实验测试共振响应数据的误差在5.2%~14.3%之间,处于允许的范围内,进而验证了该分析方法的正确性.     

长玻璃纤维增强PET复合材料界面的研究

为促进PET在玻璃纤维表面的接枝反应，将长玻璃纤维增强PET热塑性复合材料的预浸料进行热处理，用短粱三点弯曲测定了长玻纤增强PET复合材料的层间剪切强度，采用红外光谱分析、扫描电镜、裂解气相色谱质谱联用等手段对增强纤维表面的化学结构进行了分析。结果表明经过热处理可以提高复合材料的界面粘合强度，而此良好的界面粘合强度源于PET分子链在玻璃纤维表面的接枝反应。     

接枝聚丙烯蜡对玻璃纤维增强聚丙烯界面作用

在聚丙烯蜡分子链中引入羧基官能团，并用其作为玻璃纤维增强聚丙烯的界面处理剂。通过改进的单丝临界长度法测定了四处偶联剂与上述聚丙烯蜡共同处理的玻璃纤维与聚丙烯的界面剪切强度，发现改性或者未改性的聚丙烯蜡的加入都会使增强体系界面剪切强度明显提高，分析其原因可能是未改性的聚丙烯蜡分子链上本身含有一定的极性基团。但是，偶联剂种类的变化对体系界面剪切强度的影响却很小。