典型生物質(zhì)-聚乙烯復(fù)合材料制備與性能研究.pdf

1、生物質(zhì)熱塑復(fù)合材料指將生物質(zhì)與熱塑性樹脂混合，加入一定量的助劑和填料，利用擠出成型等工藝制備的一種新型環(huán)保材料。由于其良好的可加工性、防水防火性、環(huán)保性等特點(diǎn)應(yīng)用越來越廣泛，其開發(fā)應(yīng)用促進(jìn)了農(nóng)林廢棄物及廢舊塑料的資源化利用，減少環(huán)境污染，而且能夠緩解森林資源日趨緊張的壓力。本課題以楊木粉等四種典型生物質(zhì)制備了生物質(zhì)/聚乙烯復(fù)合材料，并研究了生物質(zhì)種類及含量、填料及助劑含量、溫度等因素對復(fù)合材料的流變性能、力學(xué)性能、靜態(tài)粘彈性以及熱解特性

2、的影響。研究發(fā)現(xiàn)：
　?。?）隨著溫度的升高，木粉與HDPE等量添加時(shí)，復(fù)合材料的平衡扭矩先減小后增加，最佳擠出溫度為175℃；生物質(zhì)用量過高會使得熔體粘性下降，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所受到的剪切力降低并出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；使用楊木粉和稻殼制備復(fù)合材料時(shí)，熔融體系流動(dòng)性能較好，玉米秸稈和棉桿較差；潤滑劑可顯著改善復(fù)合材料流動(dòng)性；少量的碳酸鈣對復(fù)合材料流動(dòng)性能影響不大，超過20份后轉(zhuǎn)子扭矩明顯增加，發(fā)生聚團(tuán)現(xiàn)象流動(dòng)性能變差；偶聯(lián)劑對復(fù)合材料流動(dòng)性

3、能影響不大。
　?。?）生物質(zhì)可增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度，但會使得復(fù)合材料彈性模量降低；玉米秸稈所制備的復(fù)合材料力學(xué)性能較好，棉桿較差；碳酸鈣能夠較好地填充復(fù)合材料，提高材料密度，具有一定的增韌效果；潤滑劑改善了復(fù)合材料的加工性能，但降低了材料力學(xué)性能；偶聯(lián)劑適宜用量為8份。正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對復(fù)合材料拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度影響最大的分別是潤滑劑、碳酸鈣和生物質(zhì)的用量，碳酸鈣和潤滑劑對力學(xué)性能具有交互影響。
　?。?）復(fù)合材料線性粘彈區(qū)臨界

4、應(yīng)力與應(yīng)變值分別為0.8MPa和0.03％；復(fù)合材料蠕變?nèi)崃侩S著溫度的升高不斷增加，相同溫度下蠕變?nèi)崃侩S生物質(zhì)用量的增加先增加后減小，隨碳酸鈣用量的增加而減小，不同生物質(zhì)中稻殼制備的復(fù)合材料蠕變?nèi)崃孔畲?，玉米秸稈最小。?fù)合材料的應(yīng)力松弛模量隨著溫度的升高逐漸減小，應(yīng)力松弛率逐漸增加，同一溫度下復(fù)合材料應(yīng)力松弛模量隨生物質(zhì)和碳酸鈣用量的增加而增加，添加玉米秸稈的復(fù)合材料的應(yīng)力松弛模量最大。
　?。?）復(fù)合材料的熱解有兩個(gè)主要階段，第