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基本信息

作品名称:
户外用高性能环保型竹塑复合材料
大类:
自然科学类学术论文
小类:
能源化工
简介:

本项目通过对竹纤维素微粉及竹纤维的改性,获得了氨酯化改性竹纤维素微粉(氨酯化BCMP)和马来酸酐改性竹纤维(MAH-BF)。使用改性后的纤维与HDPE进行复合,获得了能满足户外应用要求的高性能环保型竹塑复合材料。本项目产品的主要性能均要优于目前市售的工业改良型的木/竹塑复合材料。

详细介绍:

1、本项目制备的硅氧烷基聚氨酯改性竹纤维素微粉(即:氨酯化BCMP)的接枝率为2.37%,马来酸酐改性竹原纤维(即:MAH-BF)的酯化度为10.29 %,红外光谱分析也进一步地证明了接枝反应的发生。
2、氨酯化的BCMP及MAH接枝的BF,其纤维表面变的粗糙,并且具有比天然竹原纤维更好的抗紫外吸收性能。
3、氨酯化BCMP竹塑复合材料及MAH-BF竹塑复合材料,各测试性能均要优于目前的市售的工业改良型的木塑复合材料,且生产成本更低廉。
4、氨酯化BCMP竹塑复合材料的突出优点在于具有卓越的力学性能及抗氧化老化性能,尤其是其抗氧化老化性能,为市售工业改良型木塑复合材料的2倍以上,此类材料更适用于高性能户外增强材料、庭院装饰材料、特殊轻量型工程材料。
5、MAH-BF竹塑复合材料的突出优点在于具有优异的力学性能及耐沸水性能(即具有优异的尺寸稳定性),尤其是其耐沸水性能,试件经沸水煮后,质量及厚度增加百分率仅为市售工业改良型木塑复合材料的1/4,因此该类材料更适用于户外建筑结构材料(特别适用于是游泳池、人工湖、海边浴场等场地的相关建设)、汽车零配件、高性能家具板材、耐久性室外增强复合地板。
由于木塑/竹塑复合材料相对于原生木材,具有众多优异性能:使用寿命延长1倍以上、力学性能普遍增强3-5倍、良好的加工及可塑性能、高防火性能、可近乎100%回收再利用,因此,本类材料的研究与发展已成为近年来新材料领域的一个热门方向,同时也是国家高新材料领域重点支持发展的领域。本研究通过对BCMP表面的氨酯化改性及BF表面的MAH高接枝率的改性,获得了具有特殊性能的改性纤维,将此类纤维与HDPE进行复合,获得了户外用高性能环保型耐久性竹塑复合材料,该类材料有望应用于高性能户外增强材料、庭院装饰材料、特殊轻量型工程材料、户外建筑结构材料、汽车零配件、高性能家具板材、耐久性室外增强复合地板等应用领域。
本项目可根据复合材料的具体应用要求,确定改性纤维和复合材料的配方及工艺。
本研究为获得户外用高性能环保型耐久性竹塑复合材料提供了基础,并推进了植物短纤维在高性能耐久性户外装饰及建筑结构材料领域的应用进程。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛二等奖
作品相关的论文与专利:
[1] 任兵杰,陈宇翔,方红霞,等.马来酸酐接枝改性竹纤维及其增强复合材料的性能.工程塑料应用.2011,39(5):16-20.
[2] 方红霞, 孙金余, 吴强林, 任兵杰, 解坤. 竹纤维素微粉的结构与性能研究.纤维素科学与技术, 2011, 19(1):29-34.
[3] 方红霞, 吴强林, 任兵杰, 史建俊, 李长江, 许修强. 一种耐久性纤维素纤维及其应用. 中国专利201010167631.4. (申请公布号: CN 101831801 A).

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