木质材料增强天然橡胶复合材料性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asd2303690
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
为实现碳达峰碳中和的目标以缓解全球气候变暖、石油资源日渐短缺等问题,提高绿色资源的利用是一项行之有效的策略。木质材料具有环境友好、可再生、高强度等优势,可被用做于天然橡胶的补强填料。符合目前我国提出的低碳经济发展方式。本研究将纤维素、木质素、木粉三种来源丰富的木质材料作为“绿色”填料用于制备天然橡胶基复合材料,探讨不同填料对复合材料性能的影响。为了解决纤维素、木质素、木粉在天然橡胶复合材料中的分散问题,本研究在采用了胶乳共沉淀法制备木质材料/天然橡胶复合材料的基础上,通过KH570改性和Ag纳米颗粒修饰的方法同时使用改善纤维素、木质素、木粉在天然橡胶基体中的分散性及其界面结合。论文主要研究内容和结果如下:(1)论文采用胶乳共沉淀法制备母胶,再经过混炼硫化工艺分别采用纤维素、木质素和木粉制备木质材料/天然橡胶复合材料,实验研究了不同含量的纤维素、木质素和木粉与天然橡胶复合材料的拉伸强度、硬度、耐磨性能、回弹性能、硫化加工性能、吸水性能、耐老化性能,并对木质材料/天然橡胶复合材料的微观形貌进行观察分析。结果表明,天然橡胶复合材料中少量添加木质材料可以有效地改善复合材料的力学性能。与纤维和木质素相比,木粉更适合作为天然橡胶的填料,木粉/天然橡胶复合材料拥有较高的硬度和回弹性,同时又具有较好的耐磨性能和耐老化性能。(2)为解决高含量的木质材料/天然橡胶复合材料的性能,采用偶联剂KH570对木质材料进行改性。通过对不同含量偶联剂KH570改性的木质材料/天然橡胶复合材料进行力学性能、硫化加工性能、吸水性能、耐老化性能、微观形貌进行分析。研究发现,通过KH570改性的木质材料被天然橡胶基体包裹,与天然橡胶基体之间无明显的空隙,分布均匀。KH570改性后的纤维/天然橡胶复合材料比未改性的力学性能得到提升,吸水性能得到改善。相较未处理的木质素,KH570改性后的木质素/天然橡胶复合材料的拉伸强度、硬度、耐磨性能、回弹性均得到提高。与未经过改性的木粉/天然橡胶复合材料相比,改性后拉伸强度、硬度、耐磨性能、回弹性均得到了提高。结果表明,KH570可以有效改善木质材料和天然橡胶之间的界面结合,从而提高木质材料/天然橡胶复合材料的力学性能,降低吸水性。(3)在此基础上将Ag纳米颗粒对木质材料进行修饰,对Ag纳米颗粒在纤维上的生长条件进行探究,采用抑菌环法对复合材料进行抑菌性能评价。结果表明,添加Ag纳米颗粒的复合材料对大肠杆菌和金黄葡萄球菌抑菌效果,Ag纳米颗粒的加入赋予了天然橡胶复合材料抑菌性能。同时Ag纳米颗粒可以有效的改善木质材料和天然橡胶基体之间的界面结合能力,与未经过改性的木质材料/天然橡胶复合材料相比,拉伸强度、硬度、磨耗性能和回弹性能均得到提高。
其他文献
化石资源日渐减少使得人们开始开发可再生资源来寻求可持续的绿色发展。生物质作为一种可再生资源,因为其绿色环保、资源丰富,被认为是传统化石资源的理想替代品。5-羟甲基糠醛是从木质纤维素中得到的重要的高附加值生物平台化合物,5-羟甲基糠醛通过催化氧化可以得到附加值更高的化学产品以及高价值的化工产品。因此,开发新型催化剂来提高5-羟甲基糠醛的转化率具有重要意义。近年来,金属纳米团簇作为一种模型催化剂,在原
学位
气凝胶是在保持凝胶三维网络结构不变的条件下,将其中的液体溶剂除去而形成的一种高度多孔材料,它具备低密度、高比表面积、高孔隙率、高孔体积等结构特性,在电容储存、隔热保温、染料吸附等领域应用广泛。纤维素是世界上储备量最大、无毒、可再生、可降解的一种天然高分子。作为继无机气凝胶与合成聚合物气凝胶后的第三代气凝胶,纤维素气凝胶兼具绿色可再生的纤维素材料与多孔气凝胶材料两者的优点。在对纤维素气凝胶进行合理改
学位
随着对先进储能设备需求的增长,储能市场正在寻求高性能、长寿命、高安全性和环境友好性的电极材料。超厚电极能够通过增加超级电容器中活性成分的比例来提高能量密度,使其成为最具发展潜力的高性能电极材料之一,并日益成为先进储能材料研究发展的热点。然而,在实际应用中如何充分利用电极内部结构,促进电解质离子高效传输来提高电化学性能是厚电极面临的主要问题。基于此,前厚电极的研究主要集中在离子穿梭方向上构建开孔结构
学位
本文基于生物质菌糠碳点(CDs)良好的电子存储和传输特性以及二硫化钼(MoS2)优异的光催化析氢活性,将CDs与MoS2复合得到CDs/MoS2(CMS)光催化材料。CMS光催化材料来源广泛、成本低廉,弥补了传统贵金属光催化剂价格高昂、来源稀缺的缺点,不仅自身具有良好的光催化性能,还可以作为助催化体系。将CMS与半导体催化剂复合,既可以从半导体表面提取电荷,增加光生电子和空穴分离效率,从而提高光催
学位
随着人们生活水平的日益提升,消费者对日常接触的木制品除了要求其具有美观性和艺术性价值以外,对其环保性和功能也愈发关注。利用天然植物精气赋予木制产品独特气味特征,成为提高木制产品附加值的途径之一。本研究利用微胶囊技术对薄荷精油芳香气味成分进行包覆,制备具有长效释香能力的木蜡油,通过分析释香型木蜡油的释香特性,探究释香微胶囊的最佳制备工艺。同时,对释香型木蜡油涂饰木制品的表面漆膜性能、色度学参数进行测
学位
自工业革命以来,人类社会飞速发展。随着经济条件和生活水平不断改善,不可再生能源像煤、石油、天然气等被大量消耗。资源的过度利用导致能源匮乏以及水体重金属污染等问题,这严重威胁着人类的生存与发展。开发新型多功能绿色友好材料,既能解决能源危机的同时,又能在一定程度上净化水资源,这一度成为了研究的热点。棉纤维(CFs)的主要成分是纤维素,因其价格便宜且具有良好的亲水性和透气性,被广泛应用于纺织等领域。采用
学位
分子印迹聚合物(MIP)由于具有与模板相匹配的印迹空腔,因此可以特异性识别溶液中的模板分子。本研究以五味子木脂素为模板分子,低共熔溶剂为功能单体,采用表面印迹法制备多模板和单模板磁性分子印迹聚合物,并与固相萃取联用,吸附分离北五味子果实提取液中的五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素和五味子乙素。具体研究内容如下:(1)使用正硅酸乙酯在Fe3O4纳米粒子外包裹二氧化硅,并进行乙烯基改性,得到Fe3O4
学位
行波旋转超声电机因其结构紧凑、转矩密度大、无噪音等优点受到业界广泛青睐。特殊的摩擦驱动机理使电机运行效率较低、定/转子磨损难以避免,这成为制约其产业化发展的重要因素。定/转子间的摩擦驱动特性受到工作激励条件、定转子结构及表面形貌的影响,其中表面形貌对定/转子界面摩擦和驱动性能具有主导作用,进而对电机的输出特性产生重要影响。本文以自制的30型行波超声电机为研究对象,开展表面织构化定子与柔性转子的摩擦
学位
植物多酚(PPL)作为一类天然植物提取物,具有来源广泛、价格低廉、环境友好的特点,并且具有优良的抗紫外性能、抗菌性能与抗氧化活性。本论文以醋酸锌、PPL、纤维素与聚乙烯醇(PVA)为原料,制备可生物降解的PVA复合膜,并从抗紫外性能、抗菌性能及食品保鲜性能等方面探究其作为食品包装材料的可能性。具体内容如下:从落叶松树皮中提取PPL,并用水热合成法制备了ZnO@PPL复合材料。通过XRD、FT-IR
学位
磁力耦合器是一种无接触式的扭矩传递装置,由于其无接触的特点通常被用于冶金、化工等易造成泄露污染的领域,其与风机、泵等负载相连时能够进行无级调速,具有显著的节能效果,此外还具有无噪声、过载保护等诸多优点,具有极高的研究价值。本文针对一种开槽盘式磁力耦合器,开展其磁场分布及转矩特性研究,主要内容如下:(1)建立导体与调制槽不同介质时矢量表达式,推导开槽盘式磁力耦合器的磁密分布及电磁转矩理论计算。在极坐
学位