CNT复合材料的流变及力学性能研究.pdf

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1、第43卷第4期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·79·2015年4月茶叶梗／HDPE／CNT复合材料的流变及力学性能研究术宋剑斌，刘学莘，袁全平，傅峰，杨文斌(1．中国林业科学研究院木材工业研究所，北京100091；2．福建农林大学材料工程学院，福建福州350002)摘要：利用茶叶梗(茶叶废弃物)、高密度聚乙烯(HDPE)、羟基化碳纳米管(CNT-OH)制备了木塑复合材料。借助旋转流变仪、力学试验机和热重分析仪研究了CNT．OH的含量对茶叶梗／HDPE／CNT．OH复合材料的流变性能、力学性能和热性能的影响。结果表明，碳纳米管含量在一定

2、范围内可有效改善HDPE复合材料的储能模量、复合黏度、拉伸强度和弯曲强度，但是会导致复合材料的熔点和结晶度下降。热重分析结果证实，CNT—OH可提高复合材料的热稳定性，热降解温度从328．4℃增加到362．4℃。关键词：高密度聚乙烯；茶叶梗；碳纳米管；木塑复合材料DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．04．018中图分类号：TQ325．1文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)04—0079—04RheologicalandMechanicalPropertiesofHDPE／Teastalk／CNTsComp

3、ositesSONGJian-bin，，LIUXue．shen，YUANQuan．ping，FUFeng，YANGWen．bin(1．ResearchInstituteofWoodIndustry，ChineseAcademyofForestry，Beijing100091，China；2．DepartmentofMaterialsScienceandTechnology，CollegeofMaterialEngineering，FujianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou350002，China)Abstr

4、act：Thewoodplasticscomposites(WPC)werepreparedusingteastalk，highdensitypolyethylene(HDPE)andhydroxylatedcarbonnanotubes(CNTs-OH)．TherheologicalandmechanicalandthermalpropertiesoftheHDPE／Teastalk／CNTscompositeswerestudiedbyusingrotaryrheometer，mechanicalmachineandthermogravimetric

5、analyzer．TheresultsshowedthatCNTs—OHcouldimprovethestoragemodulus，tensileandflexuralstrengthofthecomposites，butitalsoledtothereductioninmeltingtemperatureanddegreeofcrystallinity．Thethermaldecompositiontemperaturewaselevatedfrom328．4oCto362．4cc．Keywords：HighDensityPolyethylene；Te

6、aStalk；CarbonNanotubes；WoodPlasticsComposites随着世界各国对环境保护的重视，人们正开发新压力。的可降解环保材料，以代替传统石油基材料。木塑复茶叶梗作为茶叶生产过程中的废弃物，仅在合材料就是这些可降解材料之一。它是以木粉、竹2012年，其产量就高达4528kt。目前茶叶废弃物主粉、甘蔗渣或者其他植物性原料作为填料，再与热塑要用作肥料、燃料等，但是大部分茶叶梗等废弃物并性高分子(聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乳酸等)未被利用，直接排放到自然环境中。碳纳米管作为一通过一定工艺(挤出、注塑等)制备的复合材维纳米材料，具有

7、低密度及优异的力学性能、电性能料¨J。由于其成本低廉，可回收利用，且综合性能和化学性能，因而在电子器件、能源材料、高性能复较好，木塑复合材料已广泛用于室内室外装饰装修、合材料等领域应用非常广泛J。据报道，碳纳米管汽车、电子器件等领域。虽然目前有些木塑复合材料还无法达到全部降解，但是可以大大减少材料中高分(CNT)拉伸强度可达50～200GPa，是钢的100倍，子的用量，从而可减轻对石油基材料的消耗和环境密度却只有钢的1／6，其硬度与金刚石相当，理论上中国博士后基金(2014M560138)，教育部回国留学人员基金，福建省自然科学基金(2014J01068

8、)，福建省教育厅基金(JK2013012)通信作者作者简介：宋剑斌，男，1977