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生物质微细纤维复合改性处理对木塑复合材性能的影响及作用机制

生物质微细纤维复合改性处理对木塑复合材性能的影响及作用机制
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  • 批准号:31570550
  • 批准年度: 2015年
  • 学科分类:木材结构和性质(C160301) |
  • 项目负责人:程万里
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:东北林业大学
  • 资助金额:50万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2016年01月01日 至 2019年12月31日
  • 中文关键词: 生物质;复合;改性;木塑;复合材
  • 英文关键词:high temperature modification;composite modification;bio-microfibers;wood-plastic composite;interfac

项目摘要

中文摘要

木塑复合材料(WPC)是以生物质纤维作为填充或增强材料,与塑料熔融复合而成的一类新型材料。生物质纤维与塑料基体之间的界面相容性及其分散性是制约WPC物理、化学性能提高的瓶颈。在改善二者界面相容性的研究中,热点之一是采用偶联剂或其它化学改性,但其不足是成本高、工艺复杂以及化学改性带来的环境污染问题。本项目作为前期国家自然科学基金项目研究的进一步深入和拓展,以低值生物质微细纤维为研究对象,重点采用物理改性手段,包括生物质纤维的高温高压蒸汽改性、高温热空气改性,或与环境友好的带有特殊化学结构的有机硅烷改性相结合的复合改性方法,通过改善纤维在塑料熔体中的分散和流动性、及纤维和塑料的相容性,增强二者界面结合强度,研究复合改性处理对复合材料界面相容性和熔体流变性质影响的规律,揭示其改性机理,旨在建立和完善生物质纤维改性体系、为生物质资源的大规模高效利用和WPC产品性能最优化提供理论基础和技术支撑。

英文摘要

Wood-plastic composite (WPC) is a new material created through the fusion of bio-fibers and plastics, with bio-fibers as fillers or reinforcing materials. The interfacial compatibility between bio-fibers and the plastic matrix, in addition to the dispersion of fibers in thermoplastics are key obstacles to overcome in enhancing the physical and chemical properties of WPCs. One of the most discussed techniques in the research of increasing fiber-matrix compatibility is to use coupling agents or other chemical modifications. However, the expensiveness and complexity of the technique, along with the environmental problems that chemical modifications bring, are the main disadvantages. This project extends the research results of previous projects of the Natural Science Foundation of China. Using inexpensive bio-fibers as subjects, the project focuses on physical modifications, including treatments under high-temperature and high-pressure steaming or high-temperature air, as well as composite modifications using environmentally friendly organic silanes with special chemical structures. Through improving the dispersion and mobility of fibers in the plastic fusant, and enhancing the compatibility and adhesion strength between fibers and plastics, the project studies the patterns in effects that composite modifications have on the interfacial compatibility of composite materials and rheological properties of fusants, aiming to investigate the mechanisms in the modifications. In developing and perfecting the bio-fiber modification system, the project intends to provide the theoretical foundation and technical supports for the massive and effective use of bio-resources and the optimization of WPC products.

评估说明

    国家自然科学基金项目“生物质微细纤维复合改性处理对木塑复合材性能的影响及作用机制”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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