微/纳米纤维素纤维增强高密度聚乙烯复合材料的研究
发布时间：2021-03-30 13:00
微纳米纤维素纤维具有天然纤维来源广泛、密度低、可降解及可再生等优势,同时还具有模量高和结构精细的特点,是制备复合材料的良好增强材料。但微米和纳米级的纤维素纤维与热塑性聚烯烃之间存在难以均匀混合、相容性差的问题,使其未能发挥理想的增强作用。这主要是由于微纳米级纤维比表面积大,且纤维素表面含有大量极性羟基,在干燥过程中微纳米纤维素纤维容易发生团聚导致纤维素纤维难以在非极性的聚烯烃基质中均匀分散和形成高强度的界面结合。此外,大多数干燥的微纳米纤维素纤维质轻蓬松,与聚烯烃密度差异大,导致复合材料制备过程中存在混料困难的问题。针对上述问题,本论文采用湿法混合、湿态喂料挤出、预干燥处理、表面活性剂处理等多种简单、易操作的方法制备微纳米纤维素纤维/高密度聚乙烯（HDPE）复合材料,研究了微纳米纤维素纤维均匀分散及复合材料性能提高机理,为微纳米纤维素纤维增强热塑性聚合物复合材料的开发应用奠定了理论基础。主要的研究内容和结果如下:（1）采用湿态喂料挤出法制备纸浆纤维/HDPE复合材料的研究。利用密炼机在30℃下对HDPE和浸泡后的纸浆纤维进行预混合,将湿态的纸浆纤维/HDPE混合物直接送入双螺杆挤出机中...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 纤维素的结构与性能
1.2.1 纤维素的化学结构
1.2.2 纤维素纤维的形态与分类
1.3 微纳米纤维素纤维增强聚合物的研究
1.3.1 纸浆纤维增强聚合物的方法
1.3.2 纳米纤维素纤维增强聚合物的方法
1.3.3 微纳米纤维素纤维增强聚烯烃的难点与挑战
1.4 本论文研究意义、主要研究内容和创新点
1.4.1 研究意义
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
2 湿态喂料挤出制备纸浆纤维/HDPE复合材料的研究
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要原料及试剂
2.2.2 主要仪器及设备
2.2.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的制备
2.2.4 纸浆纤维/HDPE复合材料的性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 纸浆纤维在HDPE基质中的分散效果
2.3.2 纸浆纤维/HDPE复合材料颜色和密度的变化
2.3.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的微观结构
2.3.4 熔融共混次数对纤维长度的影响
2.3.5 纸浆纤维/HDPE复合材料的力学性能
2.3.6 纸浆纤维/HDPE复合材料的动态热机械性能
2.3.7 熔融共混次数对纸浆纤维/HDPE复合材料流变性能的影响
2.3.8 熔融共混次数对复合材料热解特性的影响
2.3.9 熔融共混次数对基体结晶度的影响
2.4 本章小结
3 不同干燥方式制备纸浆纤维/HDPE复合材料的研究
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要原料及试剂
3.2.2 主要仪器及设备
3.2.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的制备
3.2.4 纸浆纤维/HDPE复合材料的性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 干燥方法对纸浆纤维分散效果的影响
3.3.2 干燥方法对复合材料微观结构的影响
3.3.3 干燥方法对纸浆纤维长度的影响
3.3.4 干燥方法对复合材料力学性能的影响
3.3.5 干燥方法对复合材料流变性能的影响
3.3.6 干燥方法对复合材料短期蠕变性能的影响
3.4 本章小结
4 熔融共混制备MFC/HDPE复合材料的研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 主要原料及试剂
4.2.2 主要仪器及设备
4.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
4.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 MFC/HDPE复合材料的形貌分析
4.3.2 MFC/HDPE复合材料的拉伸性能
4.3.3 MFC/HDPE复合材料的动态热机械性能
4.3.4 MFC/HDPE复合材料的流变性能
4.4 本章小结
5 表面活性剂作为分散媒介制备MFC/HDPE复合材料的研究
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 主要原料及试剂
5.2.2 主要仪器及设备
5.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
5.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 表面活性剂配比对MFC/表面活性剂乳液性能的影响
5.3.2 表面活性剂比例和使用量对MFC在二甲苯中分散效果的影响
5.3.3 醇洗次数对表面活性剂残余量的影响
5.3.4 醇洗对MFC分散效果的影响
5.3.5 醇洗对MFC/HDPE复合材料形貌的影响
5.3.6 醇洗对MFC/HDPE复合材料结晶度的影响
5.3.7 醇洗对MFC/HDPE复合材料拉伸性能的影响
5.3.8 醇洗对MFC/HDPE复合材料动态热机械性能的影响
5.3.9 醇洗对MFC/HDPE复合材料热性能的影响
5.4 本章小结
6 制备方式对MFC/HDPE复合材料性能影响的研究
6.1 引言
6.2 实验材料与方法
6.2.1 主要原料及试剂
6.2.2 主要仪器及设备
6.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
6.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 MFC含量对分散效果的影响
6.3.2 MFC/HDPE复合材料的形貌
6.3.3 MFC/HDPE复合材料的拉伸性能
6.3.4 MFC/HDPE复合材料的动态热机械性能
6.3.5 MFC/HDPE复合材料的流变性能
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]界面改性剂对木橡塑混合物料流变特性的影响[J]. 陈玲,孙妍,刘秀娟,周秉亮,程明娟,徐信武. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]纤维素纳米纤丝增强聚合物纳米复合材料的研究进展[J]. 卿彦,Zhiyong Cai,Ronald Sabo,吴义强,李贤军. 高分子材料科学与工程. 2013(03)
[3]废纸生产使用中应注意的问题[J]. 刘士亮,李世扬,陈中豪. 广西轻工业. 2000(01)
本文编号：3109550
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 纤维素的结构与性能
1.2.1 纤维素的化学结构
1.2.2 纤维素纤维的形态与分类
1.3 微纳米纤维素纤维增强聚合物的研究
1.3.1 纸浆纤维增强聚合物的方法
1.3.2 纳米纤维素纤维增强聚合物的方法
1.3.3 微纳米纤维素纤维增强聚烯烃的难点与挑战
1.4 本论文研究意义、主要研究内容和创新点
1.4.1 研究意义
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
2 湿态喂料挤出制备纸浆纤维/HDPE复合材料的研究
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要原料及试剂
2.2.2 主要仪器及设备
2.2.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的制备
2.2.4 纸浆纤维/HDPE复合材料的性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 纸浆纤维在HDPE基质中的分散效果
2.3.2 纸浆纤维/HDPE复合材料颜色和密度的变化
2.3.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的微观结构
2.3.4 熔融共混次数对纤维长度的影响
2.3.5 纸浆纤维/HDPE复合材料的力学性能
2.3.6 纸浆纤维/HDPE复合材料的动态热机械性能
2.3.7 熔融共混次数对纸浆纤维/HDPE复合材料流变性能的影响
2.3.8 熔融共混次数对复合材料热解特性的影响
2.3.9 熔融共混次数对基体结晶度的影响
2.4 本章小结
3 不同干燥方式制备纸浆纤维/HDPE复合材料的研究
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要原料及试剂
3.2.2 主要仪器及设备
3.2.3 纸浆纤维/HDPE复合材料的制备
3.2.4 纸浆纤维/HDPE复合材料的性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 干燥方法对纸浆纤维分散效果的影响
3.3.2 干燥方法对复合材料微观结构的影响
3.3.3 干燥方法对纸浆纤维长度的影响
3.3.4 干燥方法对复合材料力学性能的影响
3.3.5 干燥方法对复合材料流变性能的影响
3.3.6 干燥方法对复合材料短期蠕变性能的影响
3.4 本章小结
4 熔融共混制备MFC/HDPE复合材料的研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 主要原料及试剂
4.2.2 主要仪器及设备
4.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
4.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 MFC/HDPE复合材料的形貌分析
4.3.2 MFC/HDPE复合材料的拉伸性能
4.3.3 MFC/HDPE复合材料的动态热机械性能
4.3.4 MFC/HDPE复合材料的流变性能
4.4 本章小结
5 表面活性剂作为分散媒介制备MFC/HDPE复合材料的研究
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 主要原料及试剂
5.2.2 主要仪器及设备
5.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
5.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 表面活性剂配比对MFC/表面活性剂乳液性能的影响
5.3.2 表面活性剂比例和使用量对MFC在二甲苯中分散效果的影响
5.3.3 醇洗次数对表面活性剂残余量的影响
5.3.4 醇洗对MFC分散效果的影响
5.3.5 醇洗对MFC/HDPE复合材料形貌的影响
5.3.6 醇洗对MFC/HDPE复合材料结晶度的影响
5.3.7 醇洗对MFC/HDPE复合材料拉伸性能的影响
5.3.8 醇洗对MFC/HDPE复合材料动态热机械性能的影响
5.3.9 醇洗对MFC/HDPE复合材料热性能的影响
5.4 本章小结
6 制备方式对MFC/HDPE复合材料性能影响的研究
6.1 引言
6.2 实验材料与方法
6.2.1 主要原料及试剂
6.2.2 主要仪器及设备
6.2.3 MFC/HDPE复合材料的制备
6.2.4 MFC/HDPE复合材料的性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 MFC含量对分散效果的影响
6.3.2 MFC/HDPE复合材料的形貌
6.3.3 MFC/HDPE复合材料的拉伸性能
6.3.4 MFC/HDPE复合材料的动态热机械性能
6.3.5 MFC/HDPE复合材料的流变性能
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]界面改性剂对木橡塑混合物料流变特性的影响[J]. 陈玲,孙妍,刘秀娟,周秉亮,程明娟,徐信武. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]纤维素纳米纤丝增强聚合物纳米复合材料的研究进展[J]. 卿彦,Zhiyong Cai,Ronald Sabo,吴义强,李贤军. 高分子材料科学与工程. 2013(03)
[3]废纸生产使用中应注意的问题[J]. 刘士亮,李世扬,陈中豪. 广西轻工业. 2000(01)
本文编号：3109550
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