生物质-塑料复合工学PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 生物质复合材料概述 2

0.1.1 生物质复合材料的定义 3

0.1.2 生物质复合材料的特点 4

0.1.3 复合效应 5

0.1.4 复合原理 7

0.2 木-塑复合材料的发展历史和研究现状 10

0.2.1 发展历史 11

0.2.2 研究现状 12

0.2.3 研究的意义 13

0.3 木-塑复合材料的分类和特点 13

0.3.1 木-塑复合材料的分类 13

0.3.2 木-塑复合材料的特点 18

0.4 “绿色”复合材料 18

1.1.1 植物纤维复合材料的组成 20

1.1 概述 20

1 原材料与仪器设备 20

1.1.2 植物纤维复合材料的分类 21

1.2 植物的种类及其基本构造 21

1.2.1 植物的种类 21

1.2.2 纤维形态对复合材料主要性能的影响 27

1.2.3 增强材料的选择原则 27

1.3 植物纤维复合材料常用的胶黏剂 28

1.3.1 合成高分子材料基体 28

1.3.2 橡胶类基体 36

1.3.3 天然胶黏剂基体 37

1.3.4 无机胶黏剂基体 38

1.4 辅助材料 39

1.4.1 偶联剂 39

1.4.2 引发剂 42

1.4.3 增韧剂 42

1.5 仪器设备 43

1.5.2 仪器设备简介 44

1.5.1 分析方法 44

2 聚合物基复合成型 53

2.1 复合成型的目的 53

2.2 聚合物的形态 54

2.2.1 基本类型 54

2.2.2 研究方法 54

2.2.3 分散相的分散状况及表征 55

2.2.4 影响形态的因素 56

2.3 复合成型的方法 59

2.3.1 物理共混法 59

2.3.2 共聚共混法 61

2.3.3 互穿网络高聚物共混法 61

2.3.4 增容与原位反应 61

2.3.5 动态硫化 64

2.4.2 完全相容、部分相容与不相容 65

2.4 聚合物的相容性与相分离 65

2.4.1 相容性 65

2.4.3 相容性、互溶性与混溶性 66

2.4.4 影响相容性的因素 67

2.4.5 聚合物相容性的判断 68

2.5 反应挤出共混 69

2.5.1 共混设备 70

2.5.2 配料技术 70

2.5.3 反应挤出工艺参数对共混物性能的影响 71

2.5.4 共混组分对聚合物性能的影响 72

2.5.5 反应型增容剂及交联剂性能、用量对共混效果的影响 72

2.5.6 进料方式对反应挤出共混效果的影响 73

2.6 聚合物的共混改性试验 74

2.6.1 试验材料和方法 75

2.6.2 PP/HDPE试验 75

2.6.3 PP/PS/HDPE试验 76

2.6.4 弹性体复合 79

2.7 废塑料基复合材料 81

2.7.1 废旧塑料的危害 81

2.7.2 废旧塑料回收利用的现状 81

2.7.3 废旧塑料的回收利用技术及废旧塑料基复合材料 83

2.7.4 聚烯烃的产量与用途 84

2.7.5 废旧聚乙烯和聚丙烯的直接利用 87

2.7.6 再生聚烯烃的性能 88

2.7.7 回收聚烯烃的应用 89

2.7.8 废旧聚烯烃的共混利用 92

2.7.9 回收聚烯烃的改性利用 94

2.8 小结 96

3 挤出复合工艺 97

3.1 与挤出成型有关的聚合物基本性能 97

3.1.1 松散物料性能 97

3.1.2 聚合物材料的力学性能 102

3.1.3 聚合物材料的热性能 104

3.2 挤出成型技术 107

3.2.1 挤出成型技术的发展 107

3.2.2 挤出成型技术在聚合物加工中的地位与作用 107

3.3 纤维增强热塑性塑料 108

3.3.1 纤维增强热塑性塑料的挤出造粒方法 108

3.3.2 纤维增强热塑性塑料的原理 109

3.4 木-塑复合材料的挤出成型方法 109

3.4.1 需要解决的关键问题 110

3.4.2 挤出成型工艺 110

3.4.3 主要挤出成型设备 113

3.4.4 挤出成型设备中需要注意解决的问题 115

3.5 挤出成型原理 117

3.5.1 加料段 117

3.5.2 压缩段 118

3.6 本试验所用挤出成型设备 119

3.5.3 均化段 119

3.7 试验研究 120

3.7.1 桦木-聚丙烯复合 120

3.7.2 桦木-共混塑料复合 124

3.7.3 木材纤维-聚丙烯复合 128

3.7.4 木材纤维-聚苯乙烯复合 132

3.8 小结 133

4 混炼模压成型工艺 134

4.1 混炼目的 134

4.2 混炼原理 134

4.3 混炼设备 134

4.3.1 混合机 135

4.3.2 混炼机 135

4.4 混炼试验 139

4.4.1 材料与方法 139

4.4.2 结果与讨论 140

4.5 小结 144

5 热压复合制板工艺 146

5.1 植物纤维（碎料）复合板材的分类 146

5.1.1 按增强材料分类 146

5.1.2 按基体材料分类 146

5.1.3 按成型方法分类 147

5.1.4 按成型介质分类 147

5.2 植物纤维和碎料的制备 148

5.2.1 麦秸碎料 149

5.2.2 稻草秆碎料 149

5.2.3 稻壳碎料 150

5.2.4 玉米秆碎料 151

5.3 植物纤维（碎料）的形态与板材性能的关系 151

5.3.1 纤维对复合板性能的影响 152

5.3.2 碎料对复合板性能的影响 154

5.4 基料和增强材料的粘接原理及条件 155

5.4.1 采用纤维状增强材料时基料的作用 156

5.4.2 采用碎粒状增强材料时基料的作用 156

5.4.3 对基体材料的要求 157

5.4.4 树脂基体和增强纤维（碎料）的黏合原理 157

5.5 热固性树脂与热塑性树脂基体 158

5.5.1 热固性树脂 158

5.5.2 热塑性树脂 160

5.5.3 热固性树脂和热塑性树脂的比较 161

5.6 间歇式平压法植物纤维复合板的制板工艺 162

5.7 木材纤维与热塑性树脂的制板研究 164

5.7.1 木材纤维与不同聚合物的制板工艺 164

5.7.2 木材纤维与回收聚合物的制板工艺 167

5.7.3 偶联剂对复合材料性能的影响 181

5.8 麦秸与热塑性树脂的制板研究 182

5.8.1 麦秸-聚苯乙烯 183

5.8.2 麦秸-聚乙烯 188

5.8.3 麦秸-聚丙烯 190

5.9 小结 195

6 塑合木 197

6.1 WPC的研究动态及生产概况 197

6.1.1 WPC的研究历史 197

6.1.2 WPC的研究状况 198

6.1.3 WPC的研究方法 200

6.1.4 WPC存在的问题和展望 201

6.2 WPC的性能 203

6.2.1 力学强度高 203

6.2.2 尺寸稳定性好 203

6.2.3 提高了耐热性 203

6.2.4 提高了表面性能 203

6.3.1 单体 204

6.3 单体与其他添加剂 204

6.2.7 保持了加工性能 204

6.2.5 提高了耐腐性 204

6.2.6 提高了耐候性 204

6.3.2 引发剂 205

6.3.3 膨胀剂 206

6.3.4 缓聚剂 206

6.4 聚合处理方法 206

6.4.1 辐射法 207

6.4.2 触媒法 207

6.4.3 我国一些研制或生产单位制造木-塑复合材的方法示例 208

6.5 WPC的检验 212

6.5.1 处理液注入深度 212

6.5.2 接枝率测定 212

6.5.3 缩胀率 213

6.5.4 抗缩胀率 213

6.6 WPC反应机理 213

6.7.1 以降低成本为目的的新技术新工艺 214

6.7 WPC的新探索 214

6.7.2 产生的实际问题及解决办法 215

7 木-塑复合材料的润湿性能 218

7.1 界面层设计与控制 218

7.1.1 界面设计的基本要求 218

7.1.2 不同复合材料体系对界面性能的设计 219

7.2 表面改性及其控制 220

7.2.1 润湿性的意义 221

7.2.2 黏合的最佳润湿条件 221

7.2.3 表面改性方法评述 222

7.3 界面的润湿 222

7.3.1 润湿的过程 223

7.3.2 润湿过程的比较 225

7.3.3 杨氏方程 226

7.3.4 接触角 227

7.3.6 固体表面能与表面润湿性的关系 233

7.3.5 铺展压和铺展系数 233

7.4 润湿作用对界面黏合的影响 234

7.4.1 表面润湿与黏合 235

7.4.2 扩散与黏合 236

7.4.3 界面反应与黏合 237

7.4.4 表面粗糙性与黏合 240

7.5 液体在固体表面的流展和渗透随时间的变化率 240

7.6 木-塑复合材料的表面润湿性 241

7.6.1 试验材料与方法 241

7.6.2 试验结果与分析 241

7.7 小结 245

8 木-塑复合界面的形成及作用机理 246

8.1 界面的意义及其主要研究内容 246

8.1.1 相与界面 246

8.1.2 界面类型及其特性 246

8.1.3 界面上分子间的相互作用力 247

8.1.4 复合材料界面研究的主要内容 248

8.2 复合材料界面研究展望 249

8.3 界面的形成 249

8.4 界面作用机理 250

8.4.1 化学键理论 250

8.4.2 弱边界层理论 251

8.4.3 物理（浸润）吸附理论 251

8.4.4 机械黏结理论 252

8.5 高聚物共混体系的界面研究 252

8.5.1 聚合物共混物的界面层热力学理论 252

8.5.2 高聚物共混体系界面上的扩散现象 253

8.5.3 扫描电子显微镜分析 254

8.5.4 动态热机械性能分析 258

8.6 木-塑复合材料的界面研究 260

8.6.1 扫描电子显微镜分析 260

8.6.2 动态热机械性能分析 266

8.6.3 傅里叶变换红外光谱分析 269

8.6.4 化学分析光电子能谱分析 271

8.7 植物纤维塑料复合材料的界面研究 273

8.7.1 动态热机械性能分析 274

8.7.2 扫描电子显微镜分析 275

8.8 小结 277

9 复合材料的性能评价 278

9.1 复合材料的力学性能 278

9.1.1 短纤维增强复合材料的力学特性 278

9.1.2 颗粒增强复合材料的力学特性 282

9.2 复合材料物理性能 282

9.2.1 纤维增强复合材料树脂不可溶分含量测定 282

9.2.2 纤维增强复合材料树脂含量的测定 283

9.2.3 纤维增强复合材料平均线膨胀系数测定方法 284

9.3.3 声振检测 285

9.3.2 超声无损检测 285

9.3.1 光学无损检测 285

9.3 复合材料无损检测 285

9.3.4 X射线检测 286

9.3.5 声发射检测 286

9.3.6 电性能检测 287

9.3.7 微波检测 287

9.4 复合材料黏弹性力学 288

9.4.1 塑料基体的黏弹性 288

9.4.2 复合材料的黏弹性 291

9.5 复合材料疲劳 292

9.5.1 疲劳损伤机理 292

9.5.2 疲劳特性 294

9.6 高聚物熔体的流变性 295

9.6.1 流变学的基本概念 296

9.6.2 高聚物熔体剪切流动的非牛顿性特征 299

参考文献 300