• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx

      蔗渣纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能研究

      2014-11-24 02:08:16杜趙喆戴月萍殷麗萍沈鈺程李延軍
      浙江林業(yè)科技 2014年3期
      關(guān)鍵詞:損耗模量蔗渣模量

      杜趙喆,金 敏,戴月萍,殷麗萍,沈鈺程,李延軍*

      (1.浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院,浙江 臨安 311300;2.浙江大莊實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司,浙江 杭州 311251)

      聚丙烯 (C3H6)n是一種常見(jiàn)的熱塑性聚合物,具有較寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域,包括包裝、紡織、塑料零件、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,特別是在汽車(chē)零部件的應(yīng)用[1~2]。

      甘蔗渣是一種制糖廠中甘蔗莖經(jīng)過(guò)蔗糖提取后留下的纖維剩余材料,包含46.0%纖維素、24.5%半纖維素、19.95%木質(zhì)素、脂肪、3.5%蠟狀物、2.4%灰分、2.0%二氧化硅和其他元素[3],與其他農(nóng)作物剩余物相比,甘蔗渣因具有高產(chǎn)量和每年可再生能力而被認(rèn)為是一種豐富的自然資源[4],收割之后的這些農(nóng)作物剩余物大部分被焚燒處理,這不但導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,同時(shí)也浪費(fèi)了寶貴的資源,蔗渣纖維作為增強(qiáng)體為PP基復(fù)合材料的應(yīng)用提供了積極的環(huán)境效益,促進(jìn)了廢棄物的綜合利用。

      本文的主要目標(biāo)是研究蔗渣纖維和偶聯(lián)劑對(duì)聚丙烯復(fù)合材料的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響,探究蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

      1 試驗(yàn)材料及方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      選用回收的聚丙烯塑料(PP)作為基體材料,熔融指數(shù)4.8 g/10 min,密度0.91 g/cm3,熔點(diǎn)溫度166℃,熱變形溫度50 ~ 63℃。

      蔗渣纖維的化學(xué)組分見(jiàn)表1[5]。蔗渣纖維由美國(guó)路易斯安那州制糖廠提供。將蔗渣纖維在 95℃烘箱中烘 24 h,然后用Thomas-Wiley研磨機(jī)(3383L10,Swedesboro,紐約)研磨至20目。

      表1 蔗渣纖維的化學(xué)成分Table1 Chemical composition of bagasse fiber%

      MAPP(Epolene G3003)添加量為蔗渣纖維重量的2%。

      1.2 復(fù)合材料的制備

      通過(guò)注射成型法生產(chǎn)蔗渣纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料,用一臺(tái)相互嚙合、反向旋轉(zhuǎn)的Brabender雙螺桿擠出機(jī)(Brabender 儀器公司,美國(guó)紐約哈肯薩克市)將70%PP、30%蔗渣纖維和2%MAPP熱熔混合,螺桿轉(zhuǎn)速為48 n/min(其中PP/蔗渣復(fù)合材料為50 n/min)。模具的噴嘴和槍管的溫度分別為199℃和38℃。將所有混合的混料加工成標(biāo)準(zhǔn)試件,以便力學(xué)測(cè)試。

      1.3 試驗(yàn)方法

      1.3.1 靜態(tài)力學(xué)性能 在萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能,包括抗拉強(qiáng)度和模量,抗彎強(qiáng)度和模量,抗沖擊強(qiáng)度??估瓘?qiáng)度根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D638-2010進(jìn)行測(cè)試;抗彎強(qiáng)度根據(jù)ASTM D790-2003進(jìn)行測(cè)試;沖擊強(qiáng)度根據(jù)ASTM D256進(jìn)行測(cè)試。

      1.3.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)分析 使用一臺(tái)動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA Q800, TA Instruments, and New Castle, DE, USA)測(cè)量復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。采用雙懸臂梁模式,頻率為1Hz,液氮氛圍,振幅為15μm,升溫速率為1℃/min。試件尺寸為35 mm×12.7 mm×3.2 mm(長(zhǎng)×寬×厚)。DMA實(shí)驗(yàn)掃描溫度范圍為室溫到160℃。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 靜態(tài)力學(xué)特性

      蔗渣纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能見(jiàn)表2。根據(jù)蔗渣纖維和偶聯(lián)劑的添加與否研究了蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的抗拉、抗彎強(qiáng)度及其模量和沖擊韌性。通常,與純PP相比,添加了蔗渣纖維的復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度稍微下降,抗彎強(qiáng)度有較小的增加,沖擊強(qiáng)度也少量上升。同時(shí),抗拉彈性模量顯著增加(是PP的5.3倍),抗彎模量則顯著減?。ㄏ陆盗?8.6%)。

      表2 蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)特性Table2 Static mechanical properties of bagasse fiber reinforced PP composites (PP as control)

      MAPP是一種眾所周知的并被廣泛應(yīng)用的接枝聚合物,在復(fù)合材料中用作偶聯(lián)劑來(lái)提高纖維和PP之間的相容性[6]。結(jié)果表明,隨著2%MAPP的加入,蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度都明顯增強(qiáng),其中抗彎強(qiáng)度增加了51.3%??傊?,隨著MAPP偶聯(lián)劑的加入,蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

      2.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)特性

      動(dòng)態(tài)力學(xué)分析一直是一個(gè)了解聚合物復(fù)合材料界面特性的有用的工具[7]。DMA測(cè)試是指在周期性正弦形變力的作用下觀察樣品隨時(shí)間和溫度變化的形變特性[8]。并且可以分析較寬范圍的溫度,從而獲知熔融聚合物系統(tǒng)的粘彈性行為,特別是在蔗渣纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。隨溫度變化的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性,例如,儲(chǔ)能模量E’、損耗模量E”和能量損耗因子tanδ,為深入了解聚合物基和纖維增強(qiáng)材料之間的交互作用提供了幫助。

      儲(chǔ)能模量是指復(fù)合材料在彈性變形過(guò)程中儲(chǔ)存的能量,代表彈性部分。儲(chǔ)能模量越高,復(fù)合材料硬度越大。蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量見(jiàn)圖1。由圖1可知,蔗渣纖維/PP基復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量隨著測(cè)試溫度的升高而下降。表明溫度越高,復(fù)合材料的硬度下降,更容易變形。添加了蔗渣纖維之后的PP/蔗渣復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量明顯大于純PP塑料,該復(fù)合材料的最大儲(chǔ)能模量的值為3 124 MPa。在73 ~ 77℃時(shí),儲(chǔ)能模量下降最快,之后逐漸變緩。這主要是由于73 ~ 77℃達(dá)到了PP基體的熱變形溫度,但還遠(yuǎn)不及蔗渣纖維的熱穩(wěn)定溫度。

      圖1 蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量Figure1 Storage modulus of bagasse fiber/PP composites

      圖2 蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的損耗模量Figure2 Loss Modulus of bagasse fiber/PP composites

      損耗模量是指熱變形過(guò)程中損耗的能量,代表粘性部分。蔗渣纖維復(fù)合材料的損耗模量如圖2。從圖2可知,隨著溫度的上升,損耗模量的曲線先是緩慢增加,然后快速下降。PP/蔗渣復(fù)合材料的損耗模量明顯高于純 PP塑料,在 61.8℃出現(xiàn)了一個(gè)損耗模量的峰值。峰值溫度Tp(表3)就是復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。

      Tanδ,也叫損耗因子,是指損耗模量與儲(chǔ)能模量的比值(E’’/E’)。圖3是蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的損耗因子隨溫度變化的函數(shù)圖像。從圖2可知,隨著溫度的上升,復(fù)合材料的損耗因子總體呈增加趨勢(shì)。PP塑料的損耗因子高于 PP/蔗渣復(fù)合材料的損耗因子。在70~ 130℃時(shí),損耗因子上升緩慢,130℃之后快速增加。

      圖3 蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的損耗因子Figure3 Tan δ of bagasse fiber/PP composites

      表3 蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的DMA性能參數(shù)Table3 DMA parameters of bagasse fiber/PP composites

      3 結(jié)論

      (1)與純PP相比,隨著蔗渣纖維的加入,復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)強(qiáng)度有所提高,抗拉強(qiáng)度除外。并且拉伸模量急劇增加(是純PP的5.3倍),但彎曲模量下降顯著,下降了38.6%。

      (2)隨著2%MAPP的加入,蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯增加。

      (3)隨著測(cè)試溫度的增加,復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量降低。在73 ~ 77℃時(shí)下降較快,之后逐漸變緩。

      (4)添加蔗渣纖維之后的復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和損耗模量增加,而損耗因子降低。蔗渣纖維/PP復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為61.8℃。

      [1]Kum C K, Sung Y T, Kim Y S,et al.Effects of Compatibilizer on Mechanical, Morphological, and Rheological Properties of Polypropylene/Poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) Blends[J].Macromol Res, 2007, 15(4):308-314.

      [2]Holbery J, Houston D.Natural-Fiber-Reinforced Polymer Composites in Automotive Applications[J].Low-Cost Compos Vehicle Manuf, 2006(11):80-86.

      [3]Anding, R G.The microbial generation of methane from alkali treated bagasse[D].Baton Rouge: Louisiana State University, 1978.

      [4]Pandey A, Soccol C R, Nigam P,et al.Biotechnological potential of agro-industrial residues.I: sugarcane bagasse[J].Bioresour Technol, 2000(74):69-80.

      [5]Y ao F, Wu Q L, Lei Y,et al.Thermal decomposition kinetics of natural fibers: Activation energy with dynamic thermogravimetric analysis[J].Polym Degrad Stab, 2008(93):90-98.

      [6]Bledzki A K, Faruk O.Wood Fibre Reinforced Polypropylene Composites: Effect of Fibre Geometry and Coupling Agent on Physico-Mechanical Properties[J].ApplCompos Mater, 2003(10):365-379.

      [7]Han Y H, Han S O, Cho D,et al.Dynamic Mechanical Properties of Natual Fiber/Polymer Biocomosites: The Effect of Fiber Treatment with Elerctron Beam[J].Macromol Res, 2008, 16(3):253-260.

      [8]Guo C G, Song Y M, Wang Q W,et al.Dynamic-mechanical analysis and SEM morphology of wood flour/polypropylene composites[J].J For Res, 2006, 17(4):315-318.

      猜你喜歡
      損耗模量蔗渣模量
      低密度聚乙烯的流變性能研究
      木材化學(xué)成分對(duì)細(xì)胞壁縱向黏彈性的影響
      森林工程(2022年3期)2022-06-15 02:52:41
      蔗渣鍋爐煙氣雙達(dá)標(biāo)治理的實(shí)踐
      高勁度模量瀝青混合料在京臺(tái)高速車(chē)轍維修段的應(yīng)用
      室內(nèi)回彈模量和回彈再壓縮模量試驗(yàn)參數(shù)探討
      山西建筑(2020年11期)2020-06-04 00:09:48
      關(guān)于現(xiàn)行規(guī)范路基頂面回彈模量的理解和應(yīng)用
      上海公路(2018年4期)2018-03-21 05:57:24
      蔗渣纖維素在離子液體中的溶解與再生
      蔗渣爐蔗渣壓筒對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響
      黏彈阻尼對(duì)一維桿狀聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)頻移的影響
      蔗渣漿TCF漂白中段廢水處理的工程實(shí)踐
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      404 Not Found

      404 Not Found


      nginx
      塘沽区| 稷山县| 新余市| 资溪县| 开阳县| 宁武县| 临夏县| 垫江县| 遂平县| 平远县| 玉环县| 六枝特区| 湖南省| 宁夏| 民和| 库车县| 曲麻莱县| 桦甸市| 青州市| 贺兰县| 阿图什市| 牙克石市| 五莲县| 舟曲县| 钟山县| 威海市| 恩施市| 扎兰屯市| 德保县| 城口县| 荣成市| 天台县| 张家川| 冕宁县| 南郑县| 子长县| 夹江县| 巴塘县| 遂溪县| 临泽县| 囊谦县|