水稻秸秆/线性低密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究
发布时间:2021-07-12 17:44
水稻秸秆具有来源广,成本低,对环境友好,可自然生物降解等优点,其主要的化学成分与天然木材相同,在复合材料的制备方面可以作为天然木材原料的有利补充。以焚烧为主的稻秸处理方式对环境造成严重污染,并浪费了大量生物质资源。此外,废弃的塑料农膜对当地生态环境也造成了破坏。本论文以水稻秸秆为增强体、线性低密度聚乙烯(LLDPE)为基体,研究制备稻秸/LLDPE复合材料的新工艺。通过力学性能测试和内在特性分析,探讨制备稻秸/LLDPE复合材料的最佳加工温度、稻秸质量比和成型方式,为秸秆利用提供基础支撑。1.利用线性低密度聚乙烯薄膜将稻秸长茎卷在一起,经单螺杆挤出机熔融复合制备稻秸长茎/LLDPE复合材料,研究加工温度(120℃、140℃和160℃)对其力学性能的影响。实验结果表明,在140℃时稻秸长茎/LLDPE复合材料的力学性能较好。再以140℃为复合材料的加工温度,采用混料-双螺杆熔融复合-粉碎造粒-单螺杆挤出成型方式制备稻秸碎料/LLDPE复合材料。结果表明,稻秸质量占比为40%时挤出成型稻秸碎料/LLDPE复合材料力学性能较好。2.使用线性低密度聚乙烯薄膜包卷稻秸长茎或者稻秸碎料,再热压成型...
【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】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图1-丨稻秸茎杆的横截面[〗2】??Fig.?1-1?Cross?section?of?rice?straw??
?2挤出成型稻秸/LLDPE复合材料力学性能研宄???卷?偶联_原料??^?/??/M?W?,)(,??>r?///??,4?/、??,?线性低sT龍乙關嫌如?、??sitar—奢??挤出??图2-2挤出成型稻秸长茎/LLDPE复合材料的制备流程??Fig.2-2?Preparation?process?of?film?roll?extmded?straw?stem/LLDPE?composites??2.2.2.2挤出成型稻稻碎料/LLDPE?ft合材料的制备??按照传统木艰釭合材料的制备方式,采用稻桔粉碎-造粒-挤出的方法制备稻秸碎料??/LLDPE复合材。??(1)稻秸干燥:将稻秸裁剪至lcm左右,置于干燥箱,在103°C温度下干燥,将含??水率降低至3%以下;??(2)原料称量:按比例称量稻秸碎料、线性低密度聚乙烯颗粒、马来酸酐接枝聚乙??烯、滑石粉,加入-定量硬脂酸锌和聚乙烯蜡以起到润滑作用,控制稻秸质M??比分别为30%,?40%,?50%,60%,原料配比及添加量详见表2-3。??表2-3稻秸碎料/LLDPE复合材原料配比及添加量??Table?2-3?Raw?material?ratio?and?added?amount?of?rice?straw?scrap/LLDPE?composites??水稻稻秆?'滑石粉聚乙職fi更脂酸铸总质w:???^?乙怖???30%(240g)?55%(440g) ̄ ̄??sSSSS?l〇%(8()^?3%(_?l%(8g)?!%(8g)?l(?0%,X(.(?g)??60%(48()^)?25%(200^)???(
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【参考文献】:
期刊论文
[1]玉米秸秆基材料研究进展[J]. 王晓娥,林彦萍,杨晓东. 东北农业科学. 2019(06)
[2]我国废旧农膜回收利用现状及对策[J]. 齐亮,唐丽霞. 南方农机. 2019(22)
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[8]理化预处理麦秸改善其聚丙烯复合材料抗霉菌腐蚀力学性能[J]. 刘丁宁,何春霞,薛娇,付菁菁,常萧楠. 农业工程学报. 2016(17)
[9]高温处理对酚醛树脂基复合材料性能的影响[J]. 高守臻,张泉,王晓立,马开宝,辛全友,李大勇,齐风杰,张海燕,徐晓媛. 工程塑料应用. 2016(08)
[10]大颗粒草酸钕热分解特性及动力学研究[J]. 黄昕,李琴,杨明,罗洋,叶信宇,杨幼明. 中国稀土学报. 2016(01)
博士论文
[1]脲醛树脂预固化特性及控制机理研究[D]. 陈玉竹.中国林业科学研究院 2015
[2]木粉/聚丙烯复合界面分子运动弛豫过程解析[D]. 朱礼智.北京林业大学 2013
[3]生物质秸秆—高密度聚乙烯定向秸塑板的制备及其热压成材机理研究[D]. 漆楚生.西北农林科技大学 2013
[4]长纤维热塑性复合材料的制备,性能和成型[D]. 庄辉.华东理工大学 2011
[5]麦秸纤维/聚丙烯复合材料制造工艺与性能研究[D]. 潘明珠.南京林业大学 2008
硕士论文
[1]纤维增强复合材料在不同条件下的应力传递分析[D]. 周维.重庆大学 2016
[2]Ti-Mg催化剂的活性及载体研究[D]. 杨泽.浙江大学 2008
[3]热压法木材/聚丙烯复合材料的制备及性能研究[D]. 张强.福建农林大学 2007
[4]木质纤维填充热塑性塑料复合材料与挤出成型的研究[D]. 张明珠.北京化工大学 2001
本文编号:3280364
【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】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图1-丨稻秸茎杆的横截面[〗2】??Fig.?1-1?Cross?section?of?rice?straw??
?2挤出成型稻秸/LLDPE复合材料力学性能研宄???卷?偶联_原料??^?/??/M?W?,)(,??>r?///??,4?/、??,?线性低sT龍乙關嫌如?、??sitar—奢??挤出??图2-2挤出成型稻秸长茎/LLDPE复合材料的制备流程??Fig.2-2?Preparation?process?of?film?roll?extmded?straw?stem/LLDPE?composites??2.2.2.2挤出成型稻稻碎料/LLDPE?ft合材料的制备??按照传统木艰釭合材料的制备方式,采用稻桔粉碎-造粒-挤出的方法制备稻秸碎料??/LLDPE复合材。??(1)稻秸干燥:将稻秸裁剪至lcm左右,置于干燥箱,在103°C温度下干燥,将含??水率降低至3%以下;??(2)原料称量:按比例称量稻秸碎料、线性低密度聚乙烯颗粒、马来酸酐接枝聚乙??烯、滑石粉,加入-定量硬脂酸锌和聚乙烯蜡以起到润滑作用,控制稻秸质M??比分别为30%,?40%,?50%,60%,原料配比及添加量详见表2-3。??表2-3稻秸碎料/LLDPE复合材原料配比及添加量??Table?2-3?Raw?material?ratio?and?added?amount?of?rice?straw?scrap/LLDPE?composites??水稻稻秆?'滑石粉聚乙職fi更脂酸铸总质w:???^?乙怖???30%(240g)?55%(440g) ̄ ̄??sSSSS?l〇%(8()^?3%(_?l%(8g)?!%(8g)?l(?0%,X(.(?g)??60%(48()^)?25%(200^)???(
?东北林业大学硕士学位论文???In????裁剪k?>r济出??雜A??LLDPE,偶联剂等原料料:?造粒??图2-3挤出成型稻秸碎料/LLDPE复合材料的制备流程??Fig.2-3?Preparation?process?of?extruded?straw?scrap/LLDPE?composites??2.2.3挤出成型稻稻/LLDPE复合材料力学性能测试??2.2_3_1拉伸性能测试??按照GB/T?1040.2-2006《塑料一拉伸性能的测定——第2部分:模塑和挤出塑料的??测试条件》,测试拉伸强度和拉伸模量。试件为哑铃形,其标距50mm。试件的长度为??165mm,窄部分的宽度为13mm,厚度为4mm。以5mm/min的加载速度进行测试,试??件个数为6。??2.2.3.2弯曲性能测试??按照GB/T?1449-2005《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》,采用三点弯曲方式测试??弯曲强度和弯曲模量。试件尺寸长80?mmx宽厚4mm,跨距64mm,加载速度??2mm/min,试件个数为6。??2.2.3.3冲击韧性测试??按照GB/T?1451-2005《纤维增强塑料简支梁式冲击軔性试验方法》测试冲击强度,??试件无缺口,尺寸长80?mmx宽lOmmx厚4mm,摆锤能量为2J,冲击速度为2.9m/s,??试件个数为6。??2.3实验结果与讨论??2.3.1挤出成型稻秸长茎/LLDPE复合材料的力学性能??温度对挤出成型稻秸长茎/LLDPE复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击韧性的影??响见图2-4。??-12?-??
【参考文献】:
期刊论文
[1]玉米秸秆基材料研究进展[J]. 王晓娥,林彦萍,杨晓东. 东北农业科学. 2019(06)
[2]我国废旧农膜回收利用现状及对策[J]. 齐亮,唐丽霞. 南方农机. 2019(22)
[3]温度对纤维素半纤维素和木质素热解炭理化性能的影响[J]. 彭何欢,徐佳佳,吴有龙,张文标,马中青. 农业工程学报. 2018(S1)
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[7]表面改性对三种天然纤维增强聚丙烯复合材料拉伸性能的对比研究[J]. 何录菊,邵先亦. 科学技术与工程. 2016(25)
[8]理化预处理麦秸改善其聚丙烯复合材料抗霉菌腐蚀力学性能[J]. 刘丁宁,何春霞,薛娇,付菁菁,常萧楠. 农业工程学报. 2016(17)
[9]高温处理对酚醛树脂基复合材料性能的影响[J]. 高守臻,张泉,王晓立,马开宝,辛全友,李大勇,齐风杰,张海燕,徐晓媛. 工程塑料应用. 2016(08)
[10]大颗粒草酸钕热分解特性及动力学研究[J]. 黄昕,李琴,杨明,罗洋,叶信宇,杨幼明. 中国稀土学报. 2016(01)
博士论文
[1]脲醛树脂预固化特性及控制机理研究[D]. 陈玉竹.中国林业科学研究院 2015
[2]木粉/聚丙烯复合界面分子运动弛豫过程解析[D]. 朱礼智.北京林业大学 2013
[3]生物质秸秆—高密度聚乙烯定向秸塑板的制备及其热压成材机理研究[D]. 漆楚生.西北农林科技大学 2013
[4]长纤维热塑性复合材料的制备,性能和成型[D]. 庄辉.华东理工大学 2011
[5]麦秸纤维/聚丙烯复合材料制造工艺与性能研究[D]. 潘明珠.南京林业大学 2008
硕士论文
[1]纤维增强复合材料在不同条件下的应力传递分析[D]. 周维.重庆大学 2016
[2]Ti-Mg催化剂的活性及载体研究[D]. 杨泽.浙江大学 2008
[3]热压法木材/聚丙烯复合材料的制备及性能研究[D]. 张强.福建农林大学 2007
[4]木质纤维填充热塑性塑料复合材料与挤出成型的研究[D]. 张明珠.北京化工大学 2001
本文编号:3280364
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