本文研究了木片热磨机械浆(TMP)增强尼龙复合材料的力学性能、热学性能、加工性能。用多元统计分析中的主成分分析法优化设计木片热磨机械浆增强尼龙复合材料,合理地确定多项性能兼优的最佳纤维含量。分析了复合材料的界面改性及其微观结构。在木片热磨机械浆与尼龙复合材料复合时加入具有线型结构的羧化聚合物偶联剂,会形成氢键结合,可提高木片热磨机械浆与尼龙之间的相容性,产生良好的界面粘合作用。
The properties of wood thermomechanical pulp reinforced nylon composite, such as mechanical properties, thermal properties and processing fluidity were studied in this paper. The best fiber capacity of wood thermomechanical pulp reinforced nylon composite could be determined accurately by optimum design method of main composition analysis. At the same time, Interface treatment and microstructure of the composite were analyzed. Hydrogen bonding, because of which the adhesion between wood thermomechanical pulp and nylon was enhanced, appeared in the composite because the coupling agent was added into the systems of blending wood thermomechanical pulp with nylon. Wood thermomechanical pulp and nylon had a better interracial compatibility.
全 文 :第 ws卷 第 v期
u s s w年 x 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1ws o²1v
¤¼ou s s w
木片热磨机械浆增强尼龙复合材料 3
陈礼辉 黄祖泰
k福建农林大学永福高新技术研究所 南平 vxvsstl
詹怀宇
k华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 广州 xtsywtl
摘 要 } 本文研究了木片热磨机械浆k×°l增强尼龙复合材料的力学性能 !热学性能 !加工性能 ∀用多元统计分
析中的主成分分析法优化设计木片热磨机械浆增强尼龙复合材料 o合理地确定多项性能兼优的最佳纤维含量 ∀分
析了复合材料的界面改性及其微观结构 ∀在木片热磨机械浆与尼龙复合材料复合时加入具有线型结构的羧化聚
合物偶联剂 o会形成氢键结合 o可提高木片热磨机械浆与尼龙之间的相容性 o产生良好的界面粘合作用 ∀
关键词 } 木片热磨机械浆 o尼龙 o复合材料 o偶联剂
中图分类号 }≥z{t1w 文献标识码 } 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsv p stu{ p sy
收稿日期 }ussu p ts p vt ∀
基金项目 }福建省科技厅重点科技攻关项目k闽科计≈usst svul ∀
3 陈礼辉现为华南理工大学在职博士研究生 ∀参加研究人员还有陈辉 !邱仁辉 !李正红 !缪宗华等 o在此一并致谢 ∀
Στυδψ ον Ωοοδ Τηερµοµεχηανιχαλ Πυλπ Ρεινφορχεδ Νψλον Χοµ ποσιτε
≤«¨ ± ¬«∏¬ ∏¤±ª∏·¤¬
kΨονγφυ Ηιγη Τεχηνολογψ Ρεσεαρχη Ινστιτυτε o Φυϕιαν Αγριχυλτυρε ανδ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Νανπινγvxvsstl
«¤± ∏¤¬¼∏
k Στατε Κεψ Λαβορατορψοφ Πυλπ ανδ Παπερ Ενγινεερινγ o Σουτη Χηινα Υνιϖερσιτψοφ Τεχηνολογψ Γυανγζηουxtsywtl
Αβστραχτ } ׫¨ ³µ²³¨µ·¬¨¶²©º²²§·«¨µ°²°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³∏¯³µ¨¬±©²µ¦¨§±¼¯²± ¦²°³²¶¬·¨o¶∏¦«¤¶°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶o·«¨µ°¤¯
³µ²³¨µ·¬¨¶¤±§³µ²¦¨¶¶¬±ª©¯∏¬§¬·¼ º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§¬±·«¬¶³¤³¨µq׫¨ ¥¨¶·©¬¥¨µ¦¤³¤¦¬·¼ ²© º²²§·«¨µ°²°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³∏¯³µ¨¬±©²µ¦¨§
±¼¯²±¦²°³²¶¬·¨¦²∏¯§ ¥¨ §¨·¨µ°¬±¨ §¤¦¦∏µ¤·¨¯¼ ¥¼ ²³·¬°∏° §¨¶¬ª± °¨ ·«²§²© °¤¬± ¦²°³²¶¬·¬²± ¤±¤¯¼¶¬¶q ··«¨ ¶¤°¨ ·¬°¨ o
±·¨µ©¤¦¨ ·µ¨¤·°¨ ±·¤±§ °¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·«¨ ¦²°³²¶¬·¨ º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ §q ¼§µ²ª¨± ¥²±§¬±ªo ¥¨¦¤∏¶¨ ²© º«¬¦«·«¨ ¤§«¨¶¬²±
¥¨·º¨ ±¨ º²²§·«¨µ°²°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³∏¯³¤±§±¼¯²± º¤¶ ±¨«¤±¦¨§o¤³³¨¤µ¨§¬±·«¨ ¦²°³²¶¬·¨ ¥¨¦¤∏¶¨ ·«¨ ¦²∏³¯¬±ª¤ª¨±·º¤¶¤§§¨§
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Κεψ ωορδσ} • ²²§·«¨µ°²°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³∏¯³o¼¯²±o≤²°³²¶¬·¨o≤²∏³¯¬±ª¤ª¨±·
植物纤维是地球上极为丰富的天然资源 o研究开发植物纤维复合材料不仅对于材料科学与工程的发展
有重大价值 o而且对于资源利用和环境保护有重大意义 ∀近年来 o以天然植物纤维作为增强材料的纤维增强
塑料复合材料越来越引起人们的关注k陈玉放等 ot||{ ~肖加余等 ousss }¤§²µ¨¦«¬ ετ αλqot|{|l ∀目前国内外
植物纤维热塑性复合材料研究开发中 o作为基体的热塑性塑料主要是结构简单 !物理力学性能指标低的聚丙
烯k°°l !聚乙烯k°∞l等线型高聚物 o作为增强材料的植物纤维仅限于力学性能较好 !得率较低 !成本较高的
化学浆k蔺艳琴等 ousss ~
¤·¤¬¯¯¨ ετ αλqot|{| ~ƒ¨¯¬¬ ετ αλqot||tl o与基体相比 o产品力学性能提高并不多 o只能
应用于汽车上的非主要受力体 o如内衬板 !内饰板 !吸噪音板等 ∀要使得率较高 !力学性能较差 !成本低的机
械浆作为增强材料的复合材料应用范围扩大到承载更大的构件上 o如建筑构件及机械零配件 o就必需提高植
物纤维增强热塑性复合材料使用性能指标 ∀本文对木片热磨机械浆增强尼龙k°l复合材料进行了研究 ∀
t 材料与方法
1 .1 材料
试材为马尾松k Πινυσ µασσονιαναl木片 o木片热磨机械浆k×°l在实验室制备 o裂断长 u wss ° o打浆度 ws
²≥ o白度 ws h kt≥l ∀热塑性塑料为尼龙k°l o型号为 ¼¯²±p y o产地为上海塑料十八厂 o密度 t qtt ª#¦°pv o
拉伸强度 zs °¤o冲击强度k缺口lx qw ®#°pu o弯曲强度 |s °¤o热变形温度 {s ε ∀纤维表面处理剂 和偶
联剂
在实验室合成 ∀
1 .2 方法
t qu qt 纤维表面的处理 将自制的木片热磨机械浆与纤维表面处理剂k助剂 l同时放入高速加热混合机 o
升温到 zs ε o进行高速混合 o处理后的纤维处于分散状态 ∀助剂 的用量为 t h k相对于纤维重量l ∀
t qu qu尼龙 !木片 ×° !偶联剂的混炼均化 采用高速加热混合机进行尼龙基体 !木片 ×° !偶联剂的初混 ∀
先把尼龙基体投入高速加热混合机 o加热至 tss ε o然后加入纤维和偶联剂 o混炼 ts °¬±∀
t qu qv 双螺杆造粒及制样 尼龙 !木片 ×° !偶联剂混合料经过高速加热混合机初混后 o在双螺杆挤出机进
一步混合造粒 o以完成木片 ×°与尼龙基体间复合 ∀经双螺杆造粒机挤出的木片 ×°增强尼龙复合材料粒
子送至注塑机制成所要求的试样 o供性能测试 ∀
t qu qw 复合材料微观结构的分析 将复合材料试样于液氮中放置 ts ∗ tx °¬±o取出试样迅速脆断 ~断面镀
银 o于 us ®∂ 的电压下进行电子显微镜扫描 ∀
t qu qx 复合材料动态机械热分析 用动态机械热分析仪 ⁄×k⁄¼±¤°¬¦ ¦¨«¤±¬¦¤¯ ׫¨µ°¤¯ ±¤¯¼¶¨l测定复
合材料的粘弹性 ∀测定时交变应力的频率为 vs ½o交变应力峰值取 vv qz ª∀
u 结果与讨论
2 .1 木片 ×°增强尼龙复合材料力学性能
图 t¤!¥!¦分别为木片 ×°用量对木片 ×°增强尼龙复合材料拉伸强度 !弯曲强度和冲击强度k缺口l
的影响 o复合材料中偶联剂用量均为 u h k相对纤维和尼龙总质量l ∀从图中可以看出 o偶联剂处理后 o纤维
与尼龙共混成的复合材料 o在纤维用量低于约 ux h k不同强度指标对应纤维含量值有所不同l o其力学性能
随纤维含量增加而提高 o纤维用量高于约 ux h后 o其力学性能随纤维含量增加而变差 ~没有加入偶联剂处理
的体系 o纤维与尼龙共混成的复合材料力学性能比尼龙基体材料性能差 o并且随着纤维含量的提高而降低 ∀
图 t 纤维用量对复合材料性能影响
ƒ¬ªqt ∞©©¨¦·²©©¬¥¨µ¦¤³¤¦¬·¼ ²± ¦²°³²¶¬·¨ ³µ²³¨µ·¬¨¶
2 .2 木片 ×°增强尼龙复合材料热学性能
u qu qt 木片 ×°增强尼龙复合材料热变形温度 图 t§为木片 ×°用量对木片 ×°增强尼龙复合材料热
变形温度的影响 o偶联剂用量 u h ∀从图中可以看出 o纤维用量对复合材料热变形温度的影响较大 o偶联剂
|ut 第 v期 陈礼辉等 }木片热磨机械浆增强尼龙复合材料
对复合材料热变形温度的影响较少 ∀在纤维用量少于约 vs h时 o复合材料的热变形温度随着纤维用量的增
加而增加 ~纤维用量大于约 vs h后 o复合材料的热变形温度随着纤维用量的增加而降低 ∀在纤维用量 ux h
时 o复合材料的热变形温度达到了 twv ε o比原基体材料热变形温度提高了约 z{ h ∀
u qu qu 木片 ×°增强尼龙复合材料动态机械热分析 用复合材料制成的结构件往往是在动载荷情况下使
用 o如汽车零部件 ~加上各地气温相差颇大 o同一材料的使用环境温度范围较大 o了解植物纤维增强热塑性复
合材料性能的动态温度依赖性对实际使用是极为重要的 ∀动态力学性能的温度依赖性能比较全面地反映高
聚物力学性能分子运动的本质k何平笙 ot||zl ∀
图 u 温度对复合材料动态力学性能的影响
ƒ¬ªqu ∞©©¨¦·²©·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ²± ¦²°³²¶¬·¨ §¼±¤°¬¦°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¼
Εχ储能模量 ≥·²µ¤ª¨ °²§∏¯∏¶oΕδ损耗模量 ²¶¶°²§∏¯∏¶oפ±损耗角正切 ²¶¶·¤±ª¨ ±·oΤ温度 × °¨³¨µ¤·∏µ¨ q
图 u为不同的纤维用量 !添加偶联剂情况下温度对复合材料动态力学性能的影响 ∀从图中可以看出 o
经偶联处理后 o复合材料储能模量k Εχl !损耗模量k Εδl都较尼龙基体材料或无偶联处理的复合材料高 ∀复
合材料的熔融温度与尼龙基体有关 o与界面处理 !纤维用量的关系不大 o复合材料的熔融起始温度和尼龙基
体熔融起始温度均在 t|s ε 左右 ∀木片 ×°增强尼龙复合材料存在 v种力学状态 o即玻璃态 !高弹态 !粘流
态 o在玻璃态和高弹态之间存在玻璃化转变 o在高弹态和粘流态之间存在流动转变 ∀随着纤维含量的提高 o
偶联处理复合材料的玻璃化转变温度会提高 o纯尼龙的玻璃化转变温度为 vu ε o经偶联处理 !纤维含量 ux h
的复合材料玻璃化转变温度提高到 zt ε ∀用木片 ×°增强复合材料制成的结构件可在较宽的温度范围内
工作 o从低温的玻璃态区域到高温的高弹态区域 ∀
2 .3 木片 ×°增强尼龙复合材料熔体流动速率
图 v为木片 ×°用量对复合材料熔体流动速率的影响 ∀从图中可以看出 o纤维用量对复合材料熔体流
动速率的影响较大 ~偶联处理对复合材料熔体流动速率的影响较小 ∀纤维用量低于 us h时 o随着纤维用量
的提高 o复合材料的熔体流动速率迅速下降 ~纤维用量 us h ∗ ws h间 o木片 ×°增强尼龙复合材料熔体流动
速率基本稳定在 v ª#kts°¬±lp t o完全满足复合材料加工成型的需要 ∀
2 .4 木片 ×°增强尼龙复合材料最佳纤维含量计算
svt 林 业 科 学 ws卷
图 v 纤维用量对复合材料熔体
流动速率影响
ƒ¬ªqv ∞©©¨¦·²©©¬¥¨µ¦¤³¤¦¬·¼ ²±
°¨ ·¯©¯²º µ¤·¨
植物纤维含量与复合材料的使用性能关系密切 o是影响复合材料
性能的主要因素 ∀复合材料的使用性能往往是若干项 o各项性能指标
与纤维含量之间均有对应的变化关系 ∀与各项性能指标极植k最大
值l对应的最佳纤维含量也不一定相等 ∀在设计和制备植物纤维复合
材料时 o如何确定若干主要性能兼优的最佳纤维含量 o是设计和制造
复合材料的工作者必须解决的问题 ∀
u qw qt 单项性能指标对应的最佳纤维含量 从图 t可以看出 o复合
材料各项力学性能和热变形温度指标与纤维含量之间存在抛物线关
系 ∀运用抛物线方程 o由计算机运算可以分别得到最优拟合的拉伸强
度 !弯曲强度 !冲击强度和热变形温度性能指标kΨl与纤维含量k Ξl之
间相对应的 w个抛物线方程 o如表 t ∀
表 1 复合材料性能指标与纤维含量关系方程
Ταβ .1 Τηε εθυατιονσ οφ τηε ρελατιονσηιπσ οφ προπερτψ ανδ φιβερ χοντεντ
对应关系
≤²µµ¨¶³²±§¨±¦¨ √¤µ¬¤¥¯ ¶¨
拟合的抛物线方程
°¤µ¤¥²¯¤¨´ ∏¤·¬²±
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²±
¦²¨©©¬¦¬¨±·
性能指标极大值
¤¬q√¤¯∏¨ ²©
³µ²³¨µ·¬¨¶
极大值对应纤维含量
¨ ¶·√¤¯∏¨ ²©©¬¥¨µ
¦²±·¨±·Πh
拉伸强度 Ρ·¶与纤维含量 Χµ
× ±¨¶¬¯¨ ¶·µ¨±ª·«¤±§©¬¥¨µ¦²±·¨±· Ψ p s1s{{ uz Ξ
u n v1||w t Ξ n xw1x{t { s1{vw { ||1zy °¤ uu1yu
弯曲强度 Ρ©¶与纤维含量 Χµ
ƒ¯ ¬¨∏µ¤¯ ¶·µ¨±ª·«¤±§©¬¥¨µ¦²±·¨±· Ψ p s1tu| s Ξ
u n x1tvv x Ξ n zy1vut u s1{uu v tuz1v| °¤ t|1|s
冲击强度 Ρ¬¶与纤维含量 Χµ
°³¤¦·¶·µ¨±ª·«¤±§©¬¥¨µ¦²±·¨±· Ψ p s1stt sy Ξ
u n s1w|y y Ξ n w1wsw { s1|v| x |1|{ #°pu uu1wx
热变温度 τ«与纤维含量 Χ©
¤¨·§¬¶·²µ·¬²±·¨°³¨µ¤·¤µ¨ ¤±§©¬¥¨µ¦²±·¨±· Ψ p s1sy| ss Ξ
u n w1uuy { Ξ n zu1wxw y s1|xv x tvz1t{ ε vs1yv
u qw qu 各项性能指标兼优的最佳纤维含量 由表 t可知 o复合材料拉伸强度 !弯曲强度 !冲击强度 !热变形
温度指标最大值对应的最佳纤维含量值并不相同 ∀木片 ×°增强尼龙复合材料的优化设计工作之一就是
要确定兼顾上述 w项性能指标皆优的最佳纤维含量 ∀主成分分析法是把多个指标化为少数几个k乃至一个l
综合指标的一种统计分析方法 ∀采用主成分分析法可以确定能够尽可能精确地 !合理地反映上述 w项性能
指标兼优的最佳纤维含量 ∀
表 2 复合材料性能与纤维含量关系的主成分分析
Ταβ .2 Μαιν χοµ ποσιτιον αναλψσισ οφ ρελατιονσηιπ βετωεεν προπερτψ ανδ φιβερ χοντεντ
特征根
∞¬ª¨ ±√¨ ¦·²µ
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
µ¤·¨r h
主成分方程
¤¬± ¦²°³²¶¬·¬²±
¨´ ∏¤·¬²±
主成分与纤维含量
拟合抛物线方程
°¤µ¤¥²¯¤¨´ ∏¤·¬²±©¬·¨§
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²±
¦²¨©©¬¦¬¨±·
最佳纤维含量
¨ ¶·√¤¯∏¨ ²©©¬¥¨µ
¦²±·¨±·Πh
v qv|x { {w q|s Ψ s1xvs x Ξt n s1w{t w Ξu ns1xvx | Ξv n s1wwy { Ξw
Ψ p s1twx z Ξu n y1zwx u Ξ n
tss1wuy s s1{zt x uv1tx
由于采用抛物线方程无法得到一个 w项性能兼优对应的最佳植物纤维含量值 o故进一步采用主成分分
析法计算 w项性能指标综合的主分量 o利用主分量值与植物纤维含量之间的关系确定最佳纤维含量 ∀根据
多元统计分析的主成分分析原理 o编制计算机运算程序 o对复合材料进行关于拉伸强度 !弯曲强度 !冲击强
度 !热变形温度 w个变量的主成分分析 o将其降维转化为一维变量 k主成分l处理 ∀以累积贡献率大于 zx h
为标准选择主分量的维数 o以主分量值与对应的系列纤维含量为基础数据 o建立两者之间的抛物线关系方
程 o计算主分量最大值及其对应的纤维含量值 o该值就是 w项性能指标兼优所对应的最佳植物纤维含量 ∀表
u为木片 ×°增强尼龙复合材料性能与纤维含量关系的主成分析 ∀从表 u可知 o复合材料性能指标对应的
第一特征根贡献大于 zx h ∀第一主分量反映了 w项性能指标的 {w q|s h的信息 o能综合 w项性能指标的大
部分信息 ∀木片 ×°增强尼龙复合材料拉伸强度 !弯曲强度 !冲击强度 !热变形温度 w项性能指标兼优的最
佳纤维含量为 uv qtx h ∀由于纤维用量在 us h ∗ ws h之间 o木片 ×°增强尼龙复合材料熔体流动速率基本
稳定在 v ª#kts°¬±lpt o综合考虑 o各项性能指标兼优的最佳纤维含量为 uv qtx h ∀在纤维用量 uv1tx h o经
tvt 第 v期 陈礼辉等 }木片热磨机械浆增强尼龙复合材料
u h偶联剂偶联处理 o木片 ×°增强尼龙复合材料可达到的技术指标为拉伸强度 tsx °¤!弯曲强度 txs
°¤!冲击强度k缺口lts q{ ®#°pu o各项力学性能指标均比原基体尼龙材料提高了 xs h以上 ∀
2 .5 木片 ×°增强尼龙复合材料界面改性及微观结构
目前开发的液态相容剂k如马来酸接枝 °°l和固态相容剂k如硅烷l o用量大 o成本高 o在应用上局限性较
大 o且大多数只适用于特定的共混体系 o并不适应植物纤维与塑料基体复合材料相容剂性能的要求 ∀为了解
决植物纤维与尼龙的复合 o合成了具有线型结构的羧化聚合物 ∀植物纤维含有大量的羟 ) o尼龙含有氨
基 ) o羧化聚合物含有大量的 ) ≤基 ∀通过羧化聚合物与植物纤维氢键结合和羧化聚合物与尼龙之
间氢键结合 o在植物纤维与尼龙之间会形成较好的界面粘结 ∀
图 w 无偶联处理纤维尼龙复合材料
k ≅ wss o纤维 ux h o偶联剂 s h l
ƒ¬ªqw ¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©±²··µ¨¤·¨§±¼¯²± °¤·µ¬¬¦²°³²¶¬·¨
k ≅ wss o©¬¥¨µux h o¦²∏³¯¬±ª¤ª¨ ±·s h l
图 x 偶联处理纤维增强尼龙复合材料
k ≅ wss o纤维 ux h o偶联剂 u h l
ƒ¬ªqx ¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·µ¨¤·¨§±¼¯²± °¤·µ¬¬¦²°³²¶¬·¨
k ≅ wss o©¬¥¨µux h o¦²∏³¯¬±ª¤ª¨ ±·u h l
图 y 偶联处理纤维增强尼龙复合材料
k ≅ txs o纤维 ts h o偶联剂 u h l
ƒ¬ªqy ¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·µ¨¤·¨§±¼¯²± °¤·µ¬¬¦²°³²¶¬·¨
k ≅ txs o©¬¥¨µts h o¦²∏³¯¬±ª¤ª¨ ±·u h l
图 z 偶联处理纤维增强尼龙复合材料
k ≅ txs o纤维 ws h o偶联剂 u h l
ƒ¬ªqz ¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·µ¨¤·¨§±¼¯²± °¤·µ¬¬¦²°³²¶¬·¨
k ≅ txs o©¬¥¨µws h o¦²∏³¯¬±ª¤ª¨ ±·u h l
图 w !x分别为未加偶联剂 !加偶联剂处理的木片 ×°增强尼龙复合材料低温脆断断面扫描电镜图 o放
大倍数 wss倍 o复合材料中纤维含量为 ux h o偶联剂用量为 u h ∀从图中可以看出 o在未处理的情况下 o低温
脆断后 o纤维外形较清晰 o可以看见独立的单根纤维 o纤维与尼龙两相之间出现明显的分离界面 o说明纤维与
尼龙之间不能产生良好的界面粘合作用 ~偶联剂处理后 o低温脆断 o纤维外形不清晰 o植物纤维与尼龙基体之
间的界面较模糊 o说明纤维与尼龙之间产生良好的界面粘合作用 ∀
高模量纤维增强低模量基体材料 o形成了高强度 !高模量的复合材料 o影响复合材料强度的主要成分是
增强纤维 !基体与界面k理有亲 ot||ul ∀图 y !z分别为用量 ts h和 ws h的木片 ×°增强尼龙复合材料低温
脆断断面扫描电镜图 o放大倍数 txs倍 o偶联剂用量为 u h ∀当纤维含量过高时 o纤维不能充分分散 o甚至产
生堆积 o纤维与基体的界面不完整 o产生界面缺陷k如孔隙等l o减小了界面粘结强度 o并且难以阻止裂纹扩
展 o导致复合材料的性能变差 ∀因此 o植物纤维增强尼龙复合材料中纤维含量不能太高 o存在各项性能指标
较佳的纤维含量值 ∀
uvt 林 业 科 学 ws卷
v 结论
在木片热磨机械浆与尼龙复合材料复合时加入具有线型结构的羧化聚合物偶联剂 o会形成氢键结合 o可
提高木片热磨机械浆与尼龙两相之间的相容性 ∀复合材料低温脆断后的显微形态表明 o纤维外形不清晰 o植
物纤维与基体之间的界面较模糊 o纤维与基体之间产生良好的界面粘合作用 ∀
未加偶联剂处理的木片热磨机械浆与尼龙复合而成的材料性能比尼龙基体的性能差 ∀在纤维用量 uv q
tx h o经 u h偶联剂偶联处理 o木片 ×°增强尼龙复合材料可达到的技术指标为拉伸强度 tsx °¤!弯曲强度
txs °¤!冲击强度k缺口lts q{ ®#°pu o各项力学性能指标均比原基体尼龙材料提高了 xs h以上 o热变形温
度提高了 z{ h ∀用多元统计分析中的主成分分析法可以较合理地确定木片 ×°浆增强复合材料多项性能
兼优的最佳纤维含量 o其最佳纤维含量为 uv qtx h ∀
经偶联处理后 o木片增强尼龙复合材料的储能模量k Εχl和损耗模量k Εδl都较尼龙基体材料高 ~复合材
料的熔融温度与尼龙基体有关 o与界面处理 !纤维用量的关系不大 }随着纤维含量的提高 o偶联处理的复合材
料的玻璃化转变温度提高 ∀用木片增强复合材料制成的结构件可在较宽的温度范围内工作 o从低温的玻璃
态区域到高温的高弹态区域 ∀
参 考 文 献
陈玉放 o揣成智 o谢来苏 q植物纤维热塑性复合材料的开发及有关问题 q现代塑料加工应用 ot||{ okul }xs p xv
何平笙 q高聚物的力学性能 q合肥 }中国科学技术大学出版社 ot||z }|{ p ||
蔺艳琴 o揣成智 o李 树 q聚丙烯r木纤维复合材料增强改性的研究 q现代塑料加工应用 ousss oktl }tw p tz
理有亲 q复合材料的设计基础与应用 q北京 }航空工业出版社 ot||u }uyv p uyw
裴鑫德 q多元统计分析及其应用 q北京 }农业大学出版社 ot||t }t|y p uxy
肖加余 o曾竟成 o王春奇等 q高性能天然纤维复合材料及其制品研究与开发现状 q玻璃钢r复合材料 ousss okul }v{ p wv
¤·¤¬¯¯¨° o¬¦«¤µ§o≥¤³¬¨«¤≥ q∞©©¨¦·¶²©¦¨¯¯∏¯²¶¨ ©¬¥¨µ¶¬± ³²¯¼³µ²³¼¯ ±¨¨ ¦²°³²¶¬·¨¶q°²¯¼° ≤²°³²¶ot|{| otskul }tsv
ƒ¨¯¬¬ o¤·¨±«²¯ ° ° q׫¨ ±¤·∏µ¨ ²©¤§«¨¶¬²±¬± ¦²°³²¶¬·¨¶²© °²§¬©¬¨§¦¨¯¯∏¯²¶¨ ©¬¥¨µ¶¤±§³²¯¼³µ²³¼¯ ±¨¨ q ³³¯ °²¯¼° ≥¦¬ot||t owu }ys|
¤§²µ¨¦«¬° o¬¦«¨¯¯ qƒ∏·∏µ¨ ³µ²¶³¨¦·¶©²µº²²§¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¤¶µ¨¬±©²µ¦¨ °¨ ±·¬± ²µª¤°¦³²¯¼° µ¨¦²°³²¶¬·¨¶q°²¯¼° ≤²°³²¶ot|{| otskul }y|
5生态系统长期观测与研究网络6
王兵k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所l等编著
中国科学技术出版社出版
生态系统长期观测与研究网络k英文缩写为 ×∞ l o主要是国际上依据生态科学研究需要以及探索生态
系统的结构 !功能和生态环境演变的急迫性而设置的 ∀其重点问题集中在生态系统的养分循环 !能量循环以
及结构功能和生态系统的平衡与稳定等方面 ∀通过对不同类型生态系统状态和结构的研究 o可以为制定改
善生态环境和构建生态系统优化经营模式提供科学的信息资料和依据 ∀
本书是中国森林生态系统定位研究网络k≤ƒ∞ l系列丛书的一种 o对世界上著名的长期生态系统研究
k×∞ l网络的研究进展 !现状以及组织机构进行了全面系统的介绍 o目的是为了让我国相关领域的科研 !行
政和专业技术人员对 ×∞ 有整体的了解和认识 o以便为以后的交流合作奠定基础 ∀
本书可供生态学 !环境保护 !林学 !农学等领域的科研 !管理人员以及大专院校的师生参考使用 ∀
vvt 第 v期 陈礼辉等 }木片热磨机械浆增强尼龙复合材料