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协同处理对湿热环境下木粉/聚乙烯复合材料表面性质演变的影响

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复合材料学报 2017年第11期34卷 2414-2420页

作者：侯玉双郭笑闫霜邸明伟东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院齐齐哈尔161006

采用硅烷偶联剂涂覆与等离子体放电协同处理的方法处理木粉/聚乙烯(WP/PE)复合材料表面,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、FTIR和X射线光电子能谱研究了硅烷偶联剂涂覆和等离子体放电的协同表面处理对WP/PE湿热环境下表面性质演变... 详细信息

采用硅烷偶联剂涂覆与等离子体放电协同处理的方法处理木粉/聚乙烯(WP/PE)复合材料表面,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、FTIR和X射线光电子能谱研究了硅烷偶联剂涂覆和等离子体放电的协同表面处理对WP/PE湿热环境下表面性质演变的影响,探究协同处理的WP/PE胶接接头湿热环境下的胶接耐久性。结果表明,协同处理后,WP/PE表面有含氧极性基团生成,且在偶联剂与材料表面之间形成了化学键接,胶接性能大为改善。湿热环境下,虽然处理试样的表面没有新的化学基团产生,但表面元素的化学环境发生了改变。WP/PE表面在湿热环境下的性质演变会直接影响其胶接接头的耐久性。协同表面处理能够降低湿热环境下WP/PE表面性质的改变程度,从而提高WP/PE的胶接性能,尤其是湿热环境下的胶接耐久性能。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料表面处理表面性质湿热老化协同效应

等离子体表面处理木粉/聚乙烯复合材料胶接接头的耐久性研究

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等离子体表面处理木粉/聚乙烯复合材料胶接接头的耐久性研究

作者：陶岩东北林业大学

学位级别：硕士

本文利用低温等离子体表面处理技术对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,研究了等离子体处理后木粉/聚乙烯复合材料在不同环境中表面特性的变化,以及不同环境对等离子体处理木塑复合材料胶接接头耐久性的影响。采用接触角测试、SEM、ATR... 详细信息

本文利用低温等离子体表面处理技术对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,研究了等离子体处理后木粉/聚乙烯复合材料在不同环境中表面特性的变化,以及不同环境对等离子体处理木塑复合材料胶接接头耐久性的影响。采用接触角测试、SEM、ATR-FTIR和XPS测试研究了不同环境对等离子体处理木塑复合材料的表面润湿性、表面形貌、表面基团和表面成分的影响,通过胶接强度测试研究了不同环境对等离子处理木塑复合材料胶接接头耐久性的影响。接触角测试结果表明,等离子体处理后试样表面的润湿性明显增大,随着水浸和紫外老化时间的延长,试样表面的接触角先增大后减小;而随着加热时间的延长,试样表面的接触角逐渐增大。SEM测试结果表明,放置于不同环境下的等离子体处理的木塑复合材料,其表面的粗糙度随着放置时间的延长均逐渐增大。ATR-FTIR测试结果表明,等离子体处理后木塑复合材料表面生成了-OH、C-O和C=O基团,这些基团随着水浸和紫外老化时间的延长先减小后增大,随着加热时间的延长逐渐减小。XPS测试结果表明,等离子处理后试样表面O元素的相对含量增大,O/C值增大,随着水浸和紫外老化时间的延长,试样表面O元素的相对含量均先减小后增大,O/C值先降低后升高;随着加热时间的延长,试样表而O元素的相对含量逐渐减小,O/C值逐渐降低。胶接强度测试的结果表明,等离子体处理后木粉/聚乙烯复合材料表而的胶接强度大幅度提高,随着水浸、加热和自然老化时间的延长,等离子体处理的木粉/聚乙烯复合材料表面的胶接强度均逐渐减小不同环境下试样的测试结果分析表明,环境对等离子体处理木塑复合材料的表面性质影响较大,其中水环境对其影响的程度最大。胶接是发生在表面的现象,表面性质的改变即会影响胶接强度的变化,从而影响等离子体处理木塑复合材料胶接接头的耐久性。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料胶接耐久性等离子体表面处理

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木粉改性对木粉/聚乙烯复合材料性能的影响

广州化学 2020年第6期45卷 41-46页

作者：贺林涛张爽钟培金王君武陈泳南京林业大学理学院江苏南京210037 南京大源生态建设集团有限公司江苏南京210007

分别以NaOH和KH550偶联剂处理木粉制作木粉/聚乙烯复合材料(WF/PE-WPC),对比研究了两种处理方法对WPC力学性能、热稳定性能和吸水性能的影响。结果表明,碱处理可使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量和弯曲模量分别提高29.12%、34.... 详细信息

分别以NaOH和KH550偶联剂处理木粉制作木粉/聚乙烯复合材料(WF/PE-WPC),对比研究了两种处理方法对WPC力学性能、热稳定性能和吸水性能的影响。结果表明,碱处理可使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量和弯曲模量分别提高29.12%、34.74%、32.17%和31.82%,而偶联剂处理相应的分别提高34.26%、28.63%、23.48%和23.23%,碱处理可更加有效地改善复合材料的热稳定性能,起始分解温度和失重峰值温度分别提高了4.7℃和3.5℃。两种处理方法都能较明显降低复合材料的吸水膨胀率和吸水率,但相比较之下,碱处理下降幅度更大。碱处理对复合材料性能改善效果优于偶联剂单独处理。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料力学性能热稳定性能吸水性能

打磨对木粉/聚乙烯复合材料射流等离子体表面处理时效性的影响

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化学与粘合 2019年第1期41卷 1-4,27页

作者：闫霜尚欣宇邸明伟东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

采用空气气氛的射流等离子体对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,以改善胶接性能。利用接触角和胶接强度测试以及红外光谱和X-射线光电子能谱分析等方法,研究了表面打磨对复合材料等离子体表面处理时效性的影响。研究结果表明,直接等离... 详细信息

采用空气气氛的射流等离子体对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,以改善胶接性能。利用接触角和胶接强度测试以及红外光谱和X-射线光电子能谱分析等方法,研究了表面打磨对复合材料等离子体表面处理时效性的影响。研究结果表明,直接等离子体处理以及打磨后再等离子体处理都可以明显提高复合材料的胶接强度,相比之下,打磨后再等离子体处理可以在复合材料表面形成更多的含氧极性基团,有利于胶接性能的改善。木粉/聚乙烯复合材料的等离子体表面处理存在一定的时效性,与直接等离子体处理的复合材料相比,随着处理试样放置时间的延长,先打磨再等离子体处理的复合材料表面接触角、含氧极性基团以及胶接强度的变化幅度更小,表现出更小的处理时效性。尽管存在处理时效性,但等离子体处理后的胶接强度仍远好于未处理的试样。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料射流等离子体处理时效性表面性质打磨处理

水环境下等离子体处理聚乙烯木塑复合材料表面性质的演变

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材料工程 2012年第10期40卷 94-98页

作者：陶岩王辉邸明伟东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

利用等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。为探究胶接接头在水环境下的耐久失效机制,采用水浸实验,利用FTIR和XPS分析手段,研究了水对等离子体处理后的木塑复合材料表面性质的影响。红外光谱分析结果... 详细信息

利用等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。为探究胶接接头在水环境下的耐久失效机制,采用水浸实验,利用FTIR和XPS分析手段,研究了水对等离子体处理后的木塑复合材料表面性质的影响。红外光谱分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面有-OH,C-O和C=O基团生成;随着水浸时间的延长,材料表面-OH,C-O和C=O基团的含量又会发生先降低而后增加的变化。XPS分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面氧元素的含量增加;随着水浸时间的延长,材料表面的元素含量又会发生新的变化,C元素相对含量先增加而后降低,O元素相对含量先降低而后增加,O/C值先下降而后升高。水环境下等离子体处理木塑复合材料表面化学基团和化学元素的变化对材料胶接接头的耐久性会产生较大的影响。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料等离子体表面处理表面性质耐水性

聚乙烯木塑复合材料的等离子体表面处理及其表面特性研究

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聚乙烯木塑复合材料的等离子体表面处理及其表面特性研究

作者：刘杨东北林业大学

学位级别：硕士

本文采用低温等离子体法对木粉/聚乙烯复合材料进行了表面处理,对等离子体放电功率和放电时间对木粉/聚乙烯复合材料表面特性的影响和等离子体处理后材料表面的时效性进行了研究。通过采用接触角测试、SEM和AFM测试、ATR-FTIR和XPS测试... 详细信息

本文采用低温等离子体法对木粉/聚乙烯复合材料进行了表面处理,对等离子体放电功率和放电时间对木粉/聚乙烯复合材料表面特性的影响和等离子体处理后材料表面的时效性进行了研究。通过采用接触角测试、SEM和AFM测试、ATR-FTIR和XPS测试以及胶合强度测试研究了等离子体放电功率和放电时间对木粉/聚乙烯复合材料表面润湿性、表面形貌、表面结构及表面粘接性能的影响。表面润湿性研究结果表明：等离子体处理后的木粉/聚乙烯复合材料表面接触角减小,表面自由能增大,极性力对表面能的贡献远大于色散力。SEM和AFM分析结果表明：等离子体处理后的木粉/聚乙烯复合材料表面粗糙度增大,表面粗糙度随着等离子体放电功率的增大和放电时间的延长逐渐增大。ATR-FTIR分析结果表明：等离子体处理后的木粉/聚乙烯复合材料表面引入了-OH,-C=O和-O-C=O等极性基团,这些极性基团吸收峰的强度随着等离子体放电功率的增大和放电时间的延长逐渐增大。XPS测试结果表明：等离子体处理后的木粉/聚乙烯复合材料表面O元素的相对含量增大,O/C值也增大,复合材料表面生成了-C-O-、-C=O、-O-C=O等极性基团,这些极性基团的含量随着等离子体放电功率的增大和放电时间的延长逐渐增大。胶合强度测试结果表明：等离子体处理后的试样胶接强度明显提高,胶接断面破坏形式根据胶黏剂的不同分别表现为内聚破坏和被胶接物的本体破坏。通过测试等离子体处理后的木粉/聚乙烯复合材料表面时效性发现：随着放置时间的延长,表面润湿性逐渐降低;表面引入的极性基团如-OH, C=O, C-O等逐渐减少;表面O元素的含量逐渐降低,O/C值逐渐减小,表面-O-C=O基团的含量逐渐降低直至消失;表面粘接强度仅呈现微小的下降。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料胶接表面处理等离子体时效性

聚乙烯木塑复合材料的偶联剂表面涂覆处理及其胶接性能

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聚乙烯木塑复合材料的偶联剂表面涂覆处理及其胶接性能

作者：王辉东北林业大学

学位级别：硕士

对木粉／聚乙烯复合材料进行偶联剂表面涂覆处理以提高木塑复合材料的胶接强度,利用接触角、SEM、ATR-FTIR、XPS和胶接强度测试对材料表面性能变化进行分析,进而研究偶联剂处理后的木塑复合材料在水浸、加热及自然老化环境下其表面性质... 详细信息

对木粉／聚乙烯复合材料进行偶联剂表面涂覆处理以提高木塑复合材料的胶接强度,利用接触角、SEM、ATR-FTIR、XPS和胶接强度测试对材料表面性能变化进行分析,进而研究偶联剂处理后的木塑复合材料在水浸、加热及自然老化环境下其表面性质的变化及聚乙烯木塑复合材料胶接接头的耐久性。偶联剂的处理效果受偶联剂的浓度、处理温度和时间的影响较大,经实验得出硅烷偶联剂KH-560及KH550涂覆处理聚乙烯木塑复合材的最佳实验条件为：偶联剂浓度为5%、处理温度120℃、处理时间为20min。磷酸酯偶联剂涂覆剂处理聚乙烯木塑复合材料的最佳实验条件为：偶联剂浓度为1%、处理温度120℃、处理时间为20min。且经机械打磨并偶联剂KH560、KH550及磷酸酯偶联剂涂覆处理后,通过偶联剂与复合材料中木质纤维的羟基之间的化学键接,在复合材料的表面引入了环氧基团、氨基及C=C,从而提高了环氧树脂胶黏剂及丙烯酸酯胶黏剂胶接聚乙烯木塑复合材的粘接强度。在长时间的水浸下,表面粗糙度增大,接触角逐步降低,吸水量增加,表面没有新的化学基团生成,但原有C、O元素的化学环境含量会发生改变,KH560处理后的木塑复合材料中木粉的吸水膨胀会改变了材料的表面性质,这造成表面胶接接头强度的降低。在长时间的受热情况下,表面粗糙度先降低而后增加、接触角则先增加而后降低,表面没有新的化学基团生成,但表面各种化学基团含量发生改变,KH560处理后的复合材料的表面性质的变化,使得胶接强度降低。在自然条件下,光照、温度及湿度都会影响胶接接头强度,随着自然老化时间的延长,胶接强度逐步下降。通过不同环境的耐久性结果分析可知,偶联剂涂覆处理的聚乙烯木塑复合材料表面性质受环境影响较大,其中对其影响最大的为水环境。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料胶接耐久性偶联剂表面处理

木粉含量对PE-WPCs射流等离子体处理时效性的影响

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建筑材料学报 2020年第3期23卷 678-684页

作者：闫霜邸明伟东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

采用空气射流等离子放电技术对木粉/聚乙烯复合材料(PE-WPCs)进行表面处理,以改善其胶接性能,通过接触角和胶接强度测试、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)方法等分析研究了木粉含量对PE-WPCs等离子体处理时效性的影响.结果... 详细信息

采用空气射流等离子放电技术对木粉/聚乙烯复合材料(PE-WPCs)进行表面处理,以改善其胶接性能,通过接触角和胶接强度测试、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)方法等分析研究了木粉含量对PE-WPCs等离子体处理时效性的影响.结果表明:经射流等离子体处理后,PE-WPCs表面产生了含氧极性基团,表面接触角减小,胶接强度明显提高;随着放置时间的延长,处理后PE-WPCs表面极性基团数量减少,表面接触角增大,胶接强度略有下降,表现出一定的处理时效性;PE-WPCs木粉含量越高,处理时效性越小;尽管存在时效性,但处理后PE-WPCs的胶接强度仍远高于未处理PE-WPCs.

关键词：木粉/聚乙烯复合材料射流等离子体处理时效性表面性质木粉含量

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偶联剂处理对木塑复合材料胶接性能的影响

东北林业大学学报 2013年第4期41卷 112-115页

作者：王辉杨伟军邸明伟王清文生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

采用硅烷偶联剂KH-560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面涂覆处理,以改善其胶接性能。利用FTIR、XPS和胶接强度测试等方法研究了硅烷偶联剂处理对聚乙烯木塑复合材料胶接性能的影响。结果表明,经机械打磨,硅烷偶联剂涂覆处理后,偶联剂与复... 详细信息

采用硅烷偶联剂KH-560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面涂覆处理,以改善其胶接性能。利用FTIR、XPS和胶接强度测试等方法研究了硅烷偶联剂处理对聚乙烯木塑复合材料胶接性能的影响。结果表明,经机械打磨,硅烷偶联剂涂覆处理后,偶联剂与复合材料表面形成化学键接;并在材料表面引入了环氧基团,从而提高了环氧树脂胶黏剂与聚乙烯木塑复合材料的黏接强度。偶联剂的处理效果受偶联剂的质量分数、处理温度和时间的影响较大,当偶联剂质量分数为5%、处理温度120℃、处理时间为20 min时,涂覆处理聚乙烯木塑复合材的黏接性能最佳。

关键词：木粉/聚乙烯复合材料表面处理涂覆硅烷偶联剂胶接性能