木材-无机纳米复合体系中纳米粒子分散机制研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xbh0820
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
木材作为一种天然可再生的重要有机高分子材料。以其独有的视觉、触觉、听觉以及环境友好等特性,受到人们的青睐。但是木材的低强度值、易腐朽、易燃烧等一些固有缺陷严重影响了木材的广泛使用,无机纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,有研究表明使用无机纳米粒子对木材进行改性,可以提高其力学性能,并可以使其具备一定的阻燃性,同时有研究发现无机纳米粒子对木材复合强化效果显著,但其表现出的规律与其对应的微米级粒子并不完全相同,分析原因主要在于无机纳米粒子能否打破其固有团聚特征,在基体内实现纳米级分散。因此有必要对无机纳米粒子在木材体系中的分散机制进行研究。基于此,本文选择纳米碳酸钙、纳米二氧化硅为代表的无机纳米粒子,增强木纤维/PP复合材料,作为木材-无机纳米复合材料体系,研究纳米粒子在木质基复合材料内的分散机制。在本研究中,先对纳米粒子进行改性分散,以纳米粒子可以达到纳米级别,保持纳米粒子纳米级分散不仅可以提高其与复合材料的界面相容性,还可以保证其在木纤维/PP中的良好分散,分别用激光粒度仪、傅里叶红外光谱分析仪、热重分析仪对改性前后的无机纳米粒子进行表征,再将两种无机纳米粒子通过不同的制备工艺制备纳米粒子增强木纤维/PP复合材料,对添加纳米粒子后的复合材料通过扫描电镜表征,并对扫描电镜图像进行分析与处理,引入无机纳米粒子在聚合物基中的分散模型,推导并修正,建立纳米粒子在木纤维/PP复合材料中的分散模型,并通过X衍射表征观察其均匀分散后其结构变化,测试复合材料的力学性能及吸水率来验证分散模型的准确性。本文主要研究结论如下:(1)采用硅烷偶联剂KH570与硬脂酸复合改性纳米碳酸钙,硅烷偶联剂KH570对纳米二氧化硅进行改性。结果表明:当KH570质量分数为10%时,纳米碳酸钙的分散改性效果最优,其吸油值最小,活化值最大,改性之后的纳米碳酸钙粒径主要集中在50-70nm, FTIR结果表明改性剂KH570、硬脂酸成功接枝于纳米碳酸钙粒子表面,热重结果表明改性剂在纳米碳酸钙表面接枝量大约为10%;当KH570的质量分数为5%时,纳米二氧化硅的分散效果最优,亲油化度值最大,经过改性之后的纳米二氧化硅粒径主要分布在40-60nm,FTIR结果表明改性剂硅烷偶联剂KH570成功接枝于纳米二氧化硅表面,热重结果表明改性剂KH570在纳米二氧化硅表面接枝量大约为23%;(2)经过不同表面改性处理方法的纳米碳酸钙及不同质量分数的纳米碳酸钙分别增强木纤维/PP复合材料,结果表明:分别当KH570的质量分数为10%、纳米碳酸钙质量分数为5%时,其对复合材料的力学性能提高量最显著,对吸水率的降低效果最明显,经过推导并修正之后的纳米碳酸钙在木纤维/PP复合材料中的分散模型与本试验结果相符;(3)经过不同表面改性处理方法的纳米二氧化硅及不同质量分数的纳米二氧化硅分别增强木纤维/PP复合材料,结果表明:分别当KH570的质量分数为5%、纳米二氧化硅质量分数为3%时,其对复合材料的力学性能提高量最显著,其对吸水率的降低效果最明显,经过推导并修正之后的纳米二氧化硅在木纤维/PP复合材料中的分散模型与本试验结果相符;(4)对比不同纳米粒子及不同制备工艺对纳米粒子在木纤维/PP复合材料中分散性影响,结果表明:纳米二氧化硅在木纤维/PP的分散性明显优于纳米碳酸钙,其对复合材料的力学性能提高、对吸水性能的降低,明显优于纳米碳酸钙对复合材料的影响。
其他文献
移动源和固定源所排放的氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物,对环境和人类健康都有极大的危害作用。选择性催化还原(SCR)法是消除NOx的有效方法。本文以氢气选择催化还原NOx(H2-SCR)反
本文通过对荣华二采区10
期刊
木材表面构建超疏水涂层,可以有效抑制液态水对木材的侵入,从而避免木材因吸水而导致的尺寸不稳定以及生物降解等问题。本研究基于“荷叶效应”仿生原理,在木材本身固有的微
2019年12月30日,世界首条智能高速铁路及2022年冬奥会重点配套项目——京张高铁开通运营.同时,崇礼铁路、大张高铁、张呼高铁也投入使用,京冀晋蒙的时空距离大为缩短.
期刊
摘 要:可持续发展战略已经成为了我国的一项基本国策,因此我们在关注经济发展的同时也强调节能与环保,本文从办公大楼的电气设备入手,从设计建设到后经营整个流程中提出了办公大楼节能环保的方式,强调了提高人们环保意识在节能减排中的重要地位。  关键词:节能减排;电气设备  一 、引言  我国改革开放以来,经济发展突飞猛进,取得了非常伟大的成就,然而长期以来我国经济都是走粗放型发展道路,是以高消耗、高投入换
一、电子商务服务与商业美学中消费者行为关系  1.电子商务服务中的商业美学  要让网络消费者有好的服务体验,首先要对电子商务中的商业美学进行探讨,从而了解消费者心理,带给他们更好的用户体验。人的美感是由大脑在周围现实的作用下产生的,人都有感觉、知觉、记忆、想象和思维等认知活动,在电子商务服务的商业经营活动中发生的美感现象,不仅仅取决于消费者自己的认知,也受到经营者有意识的心理诱导。  由企业经营活
中国是幅员辽阔的多民族国家,各民族的历史背景、文化传统、生活习惯各不相同,各地域自然环境也存在较大差异,同时随着中华历史的变迁,中国各地民居文化互相交融,形成了各式各样的