生物炭/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-10-23 17:21

　　我国每年都有大量的秸秆等农业废弃物在田间焚烧,林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃,这不仅污染了环境,也是对生物质资源的巨大浪费。因此,将生物质原料转化为生物质炭,既可以实现废弃资源的高附加值再利用,又可以起到缓解温室气体含量的作用。生物炭被认为是一种绿色环保的负碳材料,本研究主要使用竹炭为原料,与超高分子量聚乙烯复合制备高强、高韧、可导电、具有良好生物相容性的高性能材料,使竹炭在高附加值新型功能材料领域找到突破点,同时在生态环境保护等方面起到积极的作用。本课题选用热塑性塑料超高分子量聚乙烯作为树脂基体,竹炭作为填充料,通过挤出法、热压法实现竹炭/超高分子量聚乙烯复合材料的连续制备,并探究其高填充情况下的增强机理、界面结合机制,研究其力学性能、耐蠕变性能、导电性能、热稳定性能、结晶性能、生物相容性等与其材料组份、加工工艺、微观结构的关系,并进一步探索该复合材料在电磁屏蔽领域、人工骨材料领域应用的可能。主要内容及结论如下:（1）高填充竹炭/超高分子量聚乙烯复合材料蠕变行为研究及竹炭尺寸效应的影响蠕变行为及其规律是评价高分子及其相关材料在实际应用和加工过程中的重要方面之一。耐蠕变性能较... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

超高分子量聚乙烯结构

25]通过溶液超声混合结合热压的方法制备了氧化石墨烯/超结果表明，当氧化石墨烯的含量为 0.5%时，对复合材料的击强度和硬度也随着氧化石墨烯的加入而有所提升。除了了其他无机或有机材料作为 UHMWPE 的填充增强材料。珊瑚作为填料增强 UHMWPE 复合材料的耐磨性。实验发 UHMWPE 复合材料的耐摩擦性能，当天然珊瑚含量为 3 70%。Plumlee 等[27]采用超细锆颗粒对 UHMWPE 进行增时，复合材料的耐磨性得到显著提高，而冲击韧性保持不

它是一种由生物质原料在缺氧条件下经高温热裂解而制得的固体材料ehmann 在 Nature 期刊上发表文章 Black is the New Green 以来，对生物炭的年快速增加[29]。根据 Scopus 的统计数据，自 2000 年开始至 2017 年，与生物发表文献共 6205 篇，且近年来一直是热点研究领域。中国、美国、澳大利亚等国家的研究者都对生物质炭进行了大量的研究工作。近年发表的与生物炭情况如图 1-3、图 1-4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]超高分子量聚乙烯人工关节研究进展[J]. 徐玲,黄妍斐,徐家壮,何本祥,李忠明.  中国材料进展. 2014(04)
[2]电磁污染:看不见的危害[J]. 姜志旺,崔占豪,张红霞.  生态经济. 2014(04)
[3]我国农作物秸秆资源化综合利用的思考[J]. 张立萍.  中国农业信息. 2013(10)
[4]木质素焦炭导电特性的拉曼分析[J]. 许啸,肖刚,曹俊.  东南大学学报(自然科学版). 2013(01)
[5]竹炭的特性及其应用研究进展[J]. 周佳甜,令狐文生.  广州化工. 2012(21)
[6]竹炭/酚醛树脂复合导电材料的制备与性能[J]. 杨荔,刘洪波,张东升,邓丛静,陈名柱,陈惠.  复合材料学报. 2011(02)
[7]超级电容器用竹炭的制备及其电容性能[J]. 张勇,王力臻,张爱勤,冯辉,宋延华.  电子元件与材料. 2010(08)
[8]木塑复合材料的研究进展及发展趋势[J]. 伍波,张求慧,李建章.  材料导报. 2009(13)
[9]竹炭基超级电容器电极材料的制备和电化学性质[J]. 白翔,陈晓红,张东升,宋怀河,岳永德.  炭素技术. 2009(01)
[10]竹炭的红外辐射特性[J]. 张文标,李文珠,曾凡地.  浙江林学院学报. 2008(05)

博士论文
[1]PDMS壁虎脚仿生复合材料设计与摩擦粘附特性[D]. 田野.哈尔滨工业大学 2016
[2]竹炭环境效应及作用机理的研究[D]. 周建斌.南京林业大学 2005

硕士论文
[1]生物质导电炭电磁屏蔽材料特性研究[D]. 曾文杰.浙江大学 2016
[2]超高分子量聚乙烯的改性研究[D]. 游志培.南京林业大学 2014
[3]超高分子量聚乙烯/活性炭微孔滤材连续挤出成型研究[D]. 方晓峰.北京化工大学 2013
[4]竹炭/橡胶高导电复合材料制备及性能表征研究[D]. 王双.南京林业大学 2010
[5]聚苯胺/竹炭复合材料的制备及其性能研究[D]. 李巧玲.福建师范大学 2008



本文编号：3453584