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试议力场PP/杨木粉复合材料制备与其流变性能科技

收藏本文 2024-03-15 点赞:20075 浏览:85581 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:木塑复合材料具有比强度高、可生物降解、成本低等优点而广泛运用,但是随着木粉填充量的增加,复合系统的界面相容性变差,力学性能下降,系统粘度增加,加工困难。同时,国内关于指导木塑配方设计和制备的流变论述较少。由此对其流变论述、加工工艺和高木粉填充量下提升复合材料力学性能等方面的探讨显得尤为迫切。本论文对聚丙烯(PP)/杨木粉复合材料的制备、结构及性能进行了探讨。主要内容有:采取熔融共混法制备了PP基木塑复合材料,并对其进行了表征;利用RH7-D型高级毛细流变仪测试流变性能,确定了木塑配方各变量与复合系统粘度的定量联系,建立了稳态下复合系统的表观粘度数学模型;通过自制多功能全电动复合材料流变特性测试仪(CVDRC)探讨了振动力场下不同振动强度对复合系统的表观粘度和结构的影响;采取不同弹性体和马来酸型相容剂对复合材料进行了协同增韧增容正交试验,极差浅析和综合平衡法得出了最佳增韧增容配方,并探讨了协同增韧增容对复合材料结构和性能的影响。结果表明:杨木粉的加入起到纤维增强和异相成核的作用,提升了复合系统的冲击、弯曲强度和结晶性能,但随着木粉填量增加,复合系统的拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性迅速下降,PP分子链段运动空间的位阻效应加大,结晶度下降,随着木粉粒径的减小,复合系统的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量呈下降-上升-下降变化,冲击强度呈上升-下降-上升-下降变化;稳态和振动场变测试表明,复合系统属于“检测塑性”和幂律流体,体现剪切变稀行为,对温度具有很强的依赖性,随着木粉填量增加和温度下降,系统表观粘度a和剪切应力增加,随着振动强度增加,复合系统的动态粘度下降,木粉粒子在PP中的分散性改善;在合理检测设下,建立了稳态复合系统的表观粘度数学模型;由SEM浅析可知,SBS、EVA-g-MAH、PP-g-MAH、SEBS-g-MAH协同增容增韧改善了复合材料界面相容性,同时,系统的力学性能、表观粘度和热稳定性增加,结晶性能下降;由极差浅析和综合平衡法后得出最佳增韧增容配方,即SBS:5wt%,EVA-g-MAH:3wt%,PP-g-MAH:10wt%,SEBS-g-MAH:2wt%。关键词:聚丙烯论文杨木粉论文复合材料论文振动力场论文粘度模型论文增韧增容论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-9

    第一章 绪论9-24

    1.1 引言9

    1.2 木塑复合材料概况9-13

    1.2.1 木塑复合材料定义9-10

    1.2.2 木塑复合材料特点及运用10-11

    1.2.3 木塑复合材料的加工工艺11

    1.2.4 木纤维的组成及其对木塑复合材料影响11-12

    1.2.5 木塑复合材料探讨进展12-13

    1.3 木塑复合材料的探讨近况13-14

    1.3.1 国外探讨近况13-14

    1.3.2 国内探讨近况14

    1.4 木塑复合材料的流变性能探讨14-20

    1.4.1 流变学介绍14-15

    1.4.2 木塑复合系统流变性能探讨进展15-17

    1.4.3 填充系统流变特性的论述探讨17-18

    1.4.4 振动力场下填充系统流变探讨18-20

    1.5 木塑复合材料的增韧探讨20-22

    1.5.1 木塑复合材料韧性20

    1.5.2 木塑复合材料增韧探讨近况20-22

    1.6 本课题探讨的目的、作用和主要内容22-24

    1.6.1 探讨的目的22

    1.6.2 探讨的作用22-23

    1.6.3 探讨的主要内容23-24

    第二章 聚丙烯/杨木粉复合材料制备、结构与性能24-39

    2.1 实验部分24-27

    2.1.1 实验原料24

    2.1.2 实验仪器和设备24

    2.1.3 聚丙烯/杨木粉复合材料的制备24-26

    2.1.4 测试和表征26-27

    2.2 结果与讨论27-37

    2.2.1 聚丙烯/杨木粉复合材料的力学性能浅析27-30

    2.2.2 SEM 浅析30-31

    2.2.3 TG 浅析31-33

    2.2.4 DSC 浅析33-37

    2.3 本章结论37-39

    第三章 聚丙烯/杨木粉复合材料流变性能探讨39-51

    3.1 实验部分39-40

    3.1.1 实验材料39

    3.1.2 实验仪器39

    3.1.3 测试和表征39-40

    3.2 结果和讨论40-50

    3.2.1 聚丙烯/杨木粉复合材料稳态流变测试性能浅析40-44

    3.2.2 聚丙烯/杨木粉复合材料的动态流变测试性能浅析44-49

    3.2.3 振动力场对聚丙烯/杨木粉复合材料的分散性影响49-50

    3.3 本章结论50-51

    第四章 聚丙烯/杨木粉复合材料稳态表观粘度模型建立51-61

    4.1 流变模型建立检测设51

    4.2 稳态流变模型建立51-59

    4.2.1 模型建立思路51-52

    4.2.2 模型建立52-59

    4.3 稳态流变模型准确性验证59-60

    4.4 本章结论60-61

    第五章 聚丙烯/杨木粉复合材料的增韧探讨61-72

    5.1 实验部分61-62

    5.1.1 实验材料61

    5.1.2 实验仪器和设备61

    5.1.3 正交增韧实验案例设定61-62

    5.1.4 木塑增韧复合材料制备62

    5.1.5 测试和表征62

    5.2 结果和讨论62-71

    5.2.1 木塑增韧复合材料力学试验结果62-66

    5.2.2 PP 基木塑增韧复合材料流变性能浅析66-67

    5.2.3 增韧木塑复合材料 TG 浅析67-68

    5.2.4 增韧木塑复合材料 DSC 浅析68-70

    5.2.5 增韧木塑复合材料 SEM 浅析70-71

    5.3 本章结论71-72

    第六章 总结与展望72-75

    6.1 结论72-73

    6.2 展望73-75

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