茶粉∕聚丙烯复合材料加速老化性能.pdf

第31卷第12期
农业工程学报
ol.31No.12
2015年
Iransactions of thc Chincse Socicty of Agricultural Hnginccring
Jun.2015
茶粉/聚丙烯复合材料加速老化性能
龚新怀12,赵升云123,陈良壁
(1.武夷学院生态与资源工程学院,武夷山354300:2.闽北竹产业公共技术创新服务平台,武夷山354300
3.福建省生态产业绿色技术重点实验室,武夷山354300)
摘要:为高值化利用茶产业剩余物资源,拓宽木塑复合材料中植物纤维来源,以废弃条梗( tea stalk,TS)为有机填料,
与聚丙烯( Polypropylene,PP)制备了TSPP复合材料;同时为研究其户外应用和老化机制,考祭了冻融循环老化对TS/PP
复合材料力学性能、材色及热性能的影响,并用傳里叶红外光谱( Fourier transform infrared spectrum,FT取R)、扫描电镜
( scanning electronic microscopy,SEM)等分析了复合材料的化学结构、表面形貌及老化机制。结果表明:在经历12次
冻循坏老化后,复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度、弯曲模量及硬度值保留率分别为28.9%、40.1%、34.5%和86.5%,
复合材料的亮度变化值(△L)、红绿轴色品指数变化值(△a")、黄蓝轴色品指数変化值(△b*)及色差值△E分别为16.41、
2.80、9.03和18.93:复合材料维ト软化点( vical solling point,VSP)下降了2.9℃,茶粉组分的最快热降解温度降低了4C
茶粉中木素坏结构红外吸收峰强度减弱甚至消失,表明在冻融循坏老化中茶粉中木素成分发生了降解。SHM显示随冻
融循坏次数嶒加,TSPP复合材料表面裂纹数量增多,裂纹深度和宽度增大,甚至出现交又裂纹。该研究结果可为进一
步探宗茶塑复合材料制备及老化规律,提供试验数据和理论参考
关键词:复合材料;聚丙烯;傅里叶红外光语;茶梗;冻融循环;加速老化
doi:10.11975 7l.Issn.1002-6819.2015.12.042
中图分类号:TS69:TQ325.1
文献标志码:A
文章编号:10026819(2015)1230807
龚新怀,赵升云,陈良檗.茶粉/聚丙烯复合材料加速老化性能[J].农业工程学报,2015,31(12):308-314.
doi:10.11975jiss.1002-6819.,2015.12.042http://www.tcae.org
Gong Xinhuai, Zhao Shengyun, Chen Liangbi. Properties of accelerated weathering of tea stalkpolypropylene composites
I ransactions of the Chinesc Socicty of Agricultural Hnginccring (Transactions of the CSF), 2015, 31(12): 308-314.(in
ChinesewithEnglishabstract)dol:10.11975/1.issn.1002-6819.2015.12.042http://www.tcsae.or
0引言
以及众多其他天然植物纤维材料的开发利用需求,寻找、
开发一种可部分或完全替代木粉纤维的其他植物纤维材
木塑复合材料(wood- -plastic composites,WPC)因料,将具有重要意义
其具有木材和塑料双重优势特性及可二次加工等,已发
茶饮料是日前世外上最流行的饮料。个球每年
展为一种新型环保复合材料,广泛应用于室外建筑、园茶叶消耗量超过450万t,而每制作11茶叶将会产生
林景魏、包装运输、汽车饰件等领域。WPC在户外环30-50kg的茶梗、茶末等废弃物。目前,这些茶梗茶
境中使用时会受到阳光、水分、温度变化及生物腐蚀等宋等废芥物的研究利用主要用于制备染料和重金属离
多方面综合作用,出现物理和化学性质改变、材料老化子吸附剂,植物生长肥料到,抗氧剂?,刨花板?以及
现象,最终影响WPC的外观和使用寿命?。因此研究提取利用活性成分制备功能材料"等。
WPC的老化規律和机制对防治其老化有重要意义。日前,
而茶梗茶末等焌弁物作为一种可重复使用的木质纤
国内外学者对WPC老化研究已开了很多工作,比如热维素材料,可将其作为聚合物基复合材料中的有机填料
氧老化,氘灯、紫外6、荧光等的光氧老化,冻使用。以茶梗茶末等废弃物为有机增强相制备木塑复合
融循环老化9,?,生物真菌腐蚀老化"及白然老化等的材料不仅能充分资源化利用中国茶产业剩余物,还可以
不同老化形式研究,并取得了不少研究成果。但日前国减少对木材资源的过度消耗。但目前这方面的研究还很
内外开展老化研究的木塑复合材料主要以木粉为填充材少,且国内尚未见相关研究报道。 Mattos?采用南美
料,随着森林资源的口减少,木粉价格的持续攀升,洲马黛茶废弁物和校树木粉混合物作为填料与PP热压制
各复合材料,探讨了2种植物纤錐填充比例对复合材料
收稿日期:2015-04-17後订日期:2015-05-24
性能的影响,结果表明茶废弃物的添加对PP具有一定的
金日:福建管白然科学基金重点日(2012N007福建省中青年教増强作用。 Hassanの等以甲基丙烯酸缩水甘油?接枝聚
师教育科研项目(JA14314):福建省大学生创新训练项目(S02103973丙烯( glycidyl methacrylate grafled PP,GM-g-PP)为界
201409703):商平市科技计划顶日(N2012Z002):式夷学院科研项目面増容剂,模压制备了茶粉P复合材料,结果表明相容
XL1209)。
作者简介:新怀,男,福建武夷山人,在读博士研究牛,进师,主要从事
剂GMA-g-PP的添加,改?了界面结合,提高了复合材
生物质资源利用研究。武夷山武式夷学院生与资源工程学院,354300。
料的力学强度。Wu2用四乙氧基硅烷处理茶梗粉后,与
Fmail:wyugxh@163.com
聚基脂肪酸酯( polyhydroxyalkanoates,PHA)二者共