基于開心果殼的新型木塑納米復(fù)合材料
生物復(fù)合材料和納米技術(shù)是科研人員和塑料行業(yè)共同關(guān)注的兩大熱點。在伊朗,來自伊斯法罕科技大學(xué)的科研人員將這兩者相互結(jié)合,開發(fā)出一種基于開心果殼的新型納米復(fù)合材料。開心果殼是一種廢棄物,但是它的拉伸強(qiáng)度很高。這種木塑納米復(fù)合材料可應(yīng)用于建筑行業(yè),抗?jié)瘛⒖姑撋⒖垢鞣N真菌和昆蟲。就可持續(xù)性而言,它的另一個優(yōu)勢是源自本地生產(chǎn)的填充材料。
作為全球最大的開心果產(chǎn)地之一,伊朗每年生產(chǎn)并向其他國家出口成千上萬噸開心果,因此擁有開心果殼的可靠來源。開心果殼的結(jié)構(gòu)及其成分,特別是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,使這種材料成為生產(chǎn)生物復(fù)合材料的一個合適選擇。
研究人員分別將不同分量的納米粘土作為次級強(qiáng)化材料,用兩種不同的紫外線穩(wěn)定劑對開心果殼粉末/HDPE復(fù)合材料的拉伸性能、抗沖擊性能、抗脫色以及耐候性產(chǎn)生的影響進(jìn)行觀察。
結(jié)果顯示,每百份復(fù)合材料中,根據(jù)配方加入3份納米粘土后,其抗拉強(qiáng)度和拉伸模量是最佳的,可上升27%。但若加入6份,抗拉強(qiáng)度反而下降4%。納米粘土可見于HDPE/PSF生產(chǎn)配方中,用于改善抗吸水性。
納米粘土微粒和開心果殼粉末對木塑復(fù)合材料的機(jī)械性能有哪些影響?對此,伊斯蘭阿薩德大學(xué)的科研人員也進(jìn)行了研究,結(jié)果非常有趣:根據(jù)配方分別加入1%和3%的納米粘土微粒,木塑復(fù)合材料的抗沖擊性和抗拉強(qiáng)度就會提高;加入5%的納米粘土,木塑復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度、彎曲和拉伸模量得到改善;分別加入25%和35%的開心果殼粉末,木塑復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性提高;但若加入50%的開心果殼粉末,木塑復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度、彎曲和拉伸模量就會改善。
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