典型生物質-聚乙烯復合材料制備與性能研究.pdf

1、生物質熱塑復合材料指將生物質與熱塑性樹脂混合，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)保性等特點應用越來越廣泛，其開發(fā)應用促進了農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制備了生物質/聚乙烯復合材料，并研究了生物質種類及含量、填料及助劑含量、溫度等因素對復合材料的流變性能、力學性能、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，復合材料的平衡扭矩先減小后增加，最佳擠出溫度為175℃；生物質用量過高會使得熔體粘性下降，轉子轉動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合材料時，熔融體系流動性能較好，玉米秸稈和棉桿較差；潤滑劑可顯著改善復合材料流動性；少量的碳酸鈣對復合材料流動性能影響不大，超過20份后轉子扭矩明顯增加，發(fā)生聚團現(xiàn)象流動性能變差；偶聯(lián)劑對復合材料流動性

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

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