本文主要研究内容
作者赖润燊（2019）在《生物质炭增强复合材料的制备及其性能研究》一文中研究指出：复合材料是由两种或多种材料组合而成的材料。与原材料相比,复合材料在比强度、耐疲劳性、加工工艺和可设计性上具有明显优势。目前对复合材料的研究,多为以无机填料进行填充复合。石墨化生物质炭具有生物质炭固有的骨架结构,可为复合材料的制备提供支撑作用。同时石墨层间富含的官能团可以与高分子聚合物有效的融合,有效地提高材料的性能。本论文以毛竹和辐射松为主要原料,通过高温热处理,制备得到部分石墨化的生物质炭,利用一系列表征手段,如扫描电子显微镜,拉曼光谱仪,X-射线衍射分析,红外光谱分析等对生物质炭的结构及表面官能团进行研究。通过优化升温速率、保温时间、热解温度的条件,探究生物质最佳热解工艺。再将最佳热解工艺制备所得的生物质炭与PE树脂复合。研究结果表明,热解得到的生物质炭显示出一定的石墨化程度,生物质炭也保留了生物质原有的多孔结构特征;并且石墨化生物质炭可有效增强复合材料的刚度和硬度等物理强度。本论文主要分为以下三个部分:(1)以毛竹和辐射松为原料,分别在氮气保护和空气接触的条件下进行1300℃高温热解以制备生物质炭。由于毛竹中木质素含量高于辐射松,导致毛竹生物质炭得率(氮气保护下,27.4%)高于辐射松生物质炭(氮气保护下,22.0%)。与空气接触热解相比,氮气保护热解产生的生物质炭得率略高4.2-7.3%。通过拉曼光谱仪、X射线衍射(XRD)和FT-IR分析可知,竹基生物质炭和木基生物质炭均部分石墨化且后者石墨化程度高于前者。通过扫描电子显微镜(SEM)观察,热裂解后,生物质炭保留了原料中的多孔结构。生物质炭在空气接触下热解,表面会生成较多白色金属氧化物,从而影响生物质炭的表面光滑度。由于毛竹和辐射松在结构复杂程度上的不同,导致生物质炭空间的构造具有明显差异,这为后面更有效的利用生物质炭提供依据。(2)以毛竹、绿竹、麻竹、辐射松为原料,在氮气保护条件下,分别进行热解温度为900℃、1100℃和1300℃;升温速率为120℃/h、200℃/h和280℃/h以及保温时间为1 h、2 h和3 h的高温热解以制备生物质炭。通过拉曼光谱仪、X射线衍射(XRD)分析,探究热解工艺对生物质炭的影响,得出最佳热解工艺。分析结果可知,热解温度的提高、升温速率的增加,对提高生物质炭的品质有较大影响,随着保温时间的增加,生物质炭的品质有可能会下降。研究表明,最佳热解工艺1300℃热解温度,升温速率为280℃/h,热解时间为2 h条件下热解得到的生物质炭石墨晶型规整,石墨化程度高。(3)将最佳热解工艺制备得到的生物质炭,即升温速率280℃/h、1300℃的热解温度和2 h保温时间下得到的毛竹基生物质炭、绿竹基生物质炭、麻竹基生物质炭、辐射松基生物质炭等四种生物质炭,分别以10%和30%的比例添加到PE中,制备得到复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)和万能试验机分析可知,通过添加30%麻竹基生物质炭,复合材料的拉伸强度和拉伸模量,分别提高了61%和261%,断裂伸长率减少了89.0%。同时,辐射松基生物质炭的添加,有效地减缓了复合材料的储能模量的减少,30%辐射松炭复合材料与纯PE的差异由-100℃的8.4%,在50℃下提升到81.7%,热稳定性提升较为明显,同时损耗因子有一定程度的提高。与纯PE相比,生物质炭复合材料粘度上升速率减小,展现出了生物质炭在耐高温材料中的应用潜力。同时,生物质炭的添加,对复合材料的热稳定性也有一定程度的增强。通过扫描电镜,初步阐明了生物质炭通过限制聚合物的流动性,增强复合材料的物理强度,为进一步开发高强度复合材料提供了有效途径。
Abstract
fu ge cai liao shi you liang chong huo duo chong cai liao zu ge er cheng de cai liao 。yu yuan cai liao xiang bi ,fu ge cai liao zai bi jiang du 、nai pi lao xing 、jia gong gong yi he ke she ji xing shang ju you ming xian you shi 。mu qian dui fu ge cai liao de yan jiu ,duo wei yi mo ji tian liao jin hang tian chong fu ge 。dan mo hua sheng wu zhi tan ju you sheng wu zhi tan gu you de gu jia jie gou ,ke wei fu ge cai liao de zhi bei di gong zhi cheng zuo yong 。tong shi dan mo ceng jian fu han de guan neng tuan ke yi yu gao fen zi ju ge wu you xiao de rong ge ,you xiao de di gao cai liao de xing neng 。ben lun wen yi mao zhu he fu she song wei zhu yao yuan liao ,tong guo gao wen re chu li ,zhi bei de dao bu fen dan mo hua de sheng wu zhi tan ,li yong yi ji lie biao zheng shou duan ,ru sao miao dian zi xian wei jing ,la man guang pu yi ,X-she xian yan she fen xi ,gong wai guang pu fen xi deng dui sheng wu zhi tan de jie gou ji biao mian guan neng tuan jin hang yan jiu 。tong guo you hua sheng wen su lv 、bao wen shi jian 、re jie wen du de tiao jian ,tan jiu sheng wu zhi zui jia re jie gong yi 。zai jiang zui jia re jie gong yi zhi bei suo de de sheng wu zhi tan yu PEshu zhi fu ge 。yan jiu jie guo biao ming ,re jie de dao de sheng wu zhi tan xian shi chu yi ding de dan mo hua cheng du ,sheng wu zhi tan ye bao liu le sheng wu zhi yuan you de duo kong jie gou te zheng ;bing ju dan mo hua sheng wu zhi tan ke you xiao zeng jiang fu ge cai liao de gang du he ying du deng wu li jiang du 。ben lun wen zhu yao fen wei yi xia san ge bu fen :(1)yi mao zhu he fu she song wei yuan liao ,fen bie zai dan qi bao hu he kong qi jie chu de tiao jian xia jin hang 1300℃gao wen re jie yi zhi bei sheng wu zhi tan 。you yu mao zhu zhong mu zhi su han liang gao yu fu she song ,dao zhi mao zhu sheng wu zhi tan de lv (dan qi bao hu xia ,27.4%)gao yu fu she song sheng wu zhi tan (dan qi bao hu xia ,22.0%)。yu kong qi jie chu re jie xiang bi ,dan qi bao hu re jie chan sheng de sheng wu zhi tan de lv lve gao 4.2-7.3%。tong guo la man guang pu yi 、Xshe xian yan she (XRD)he FT-IRfen xi ke zhi ,zhu ji sheng wu zhi tan he mu ji sheng wu zhi tan jun bu fen dan mo hua ju hou zhe dan mo hua cheng du gao yu qian zhe 。tong guo sao miao dian zi xian wei jing (SEM)guan cha ,re lie jie hou ,sheng wu zhi tan bao liu le yuan liao zhong de duo kong jie gou 。sheng wu zhi tan zai kong qi jie chu xia re jie ,biao mian hui sheng cheng jiao duo bai se jin shu yang hua wu ,cong er ying xiang sheng wu zhi tan de biao mian guang hua du 。you yu mao zhu he fu she song zai jie gou fu za cheng du shang de bu tong ,dao zhi sheng wu zhi tan kong jian de gou zao ju you ming xian cha yi ,zhe wei hou mian geng you xiao de li yong sheng wu zhi tan di gong yi ju 。(2)yi mao zhu 、lu zhu 、ma zhu 、fu she song wei yuan liao ,zai dan qi bao hu tiao jian xia ,fen bie jin hang re jie wen du wei 900℃、1100℃he 1300℃;sheng wen su lv wei 120℃/h、200℃/hhe 280℃/hyi ji bao wen shi jian wei 1 h、2 hhe 3 hde gao wen re jie yi zhi bei sheng wu zhi tan 。tong guo la man guang pu yi 、Xshe xian yan she (XRD)fen xi ,tan jiu re jie gong yi dui sheng wu zhi tan de ying xiang ,de chu zui jia re jie gong yi 。fen xi jie guo ke zhi ,re jie wen du de di gao 、sheng wen su lv de zeng jia ,dui di gao sheng wu zhi tan de pin zhi you jiao da ying xiang ,sui zhao bao wen shi jian de zeng jia ,sheng wu zhi tan de pin zhi you ke neng hui xia jiang 。yan jiu biao ming ,zui jia re jie gong yi 1300℃re jie wen du ,sheng wen su lv wei 280℃/h,re jie shi jian wei 2 htiao jian xia re jie de dao de sheng wu zhi tan dan mo jing xing gui zheng ,dan mo hua cheng du gao 。(3)jiang zui jia re jie gong yi zhi bei de dao de sheng wu zhi tan ,ji sheng wen su lv 280℃/h、1300℃de re jie wen du he 2 hbao wen shi jian xia de dao de mao zhu ji sheng wu zhi tan 、lu zhu ji sheng wu zhi tan 、ma zhu ji sheng wu zhi tan 、fu she song ji sheng wu zhi tan deng si chong sheng wu zhi tan ,fen bie yi 10%he 30%de bi li tian jia dao PEzhong ,zhi bei de dao fu ge cai liao 。tong guo sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、dong tai re ji xie fen xi (DMA)he mo neng shi yan ji fen xi ke zhi ,tong guo tian jia 30%ma zhu ji sheng wu zhi tan ,fu ge cai liao de la shen jiang du he la shen mo liang ,fen bie di gao le 61%he 261%,duan lie shen chang lv jian shao le 89.0%。tong shi ,fu she song ji sheng wu zhi tan de tian jia ,you xiao de jian huan le fu ge cai liao de chu neng mo liang de jian shao ,30%fu she song tan fu ge cai liao yu chun PEde cha yi you -100℃de 8.4%,zai 50℃xia di sheng dao 81.7%,re wen ding xing di sheng jiao wei ming xian ,tong shi sun hao yin zi you yi ding cheng du de di gao 。yu chun PExiang bi ,sheng wu zhi tan fu ge cai liao nian du shang sheng su lv jian xiao ,zhan xian chu le sheng wu zhi tan zai nai gao wen cai liao zhong de ying yong qian li 。tong shi ,sheng wu zhi tan de tian jia ,dui fu ge cai liao de re wen ding xing ye you yi ding cheng du de zeng jiang 。tong guo sao miao dian jing ,chu bu chan ming le sheng wu zhi tan tong guo xian zhi ju ge wu de liu dong xing ,zeng jiang fu ge cai liao de wu li jiang du ,wei jin yi bu kai fa gao jiang du fu ge cai liao di gong le you xiao tu jing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自福建农林大学的赖润燊，发表于刊物福建农林大学2019-08-30论文，是一篇关于生物质炭论文,热解论文,石墨论文,复合材料论文,福建农林大学2019-08-30论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自福建农林大学2019-08-30论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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