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弹性体对废弃聚苯乙烯/生物质复合材料性能的影响

更新时间:2016-07-05

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为保护自然环境、节约资源,有必要合理高效地将一些废弃生物质资源,如芦苇、秸秆、花生壳等转化为高品质清洁能源或高附加值产品[1]。生物质纤维具有来源广、无污染、可再生等优点[2-3]。然而大量的生物质纤维通常被焚烧处理,既污染了生态环境,又使生物质材料无法得到有效的利用[4-5]

第二个坚持,就是工学结合。在教学中,加强与医院合作,让学生早期接触工作。项目学习,力争做到学习与工作地点一体化;实践教学,力争做到与工作岗位的零距离接轨。

聚苯乙烯具有电绝缘性好、耐腐蚀性和透明性好,易成型出各种透明、色彩鲜艳、表面光亮的制品等优点,但是聚苯乙烯泡沫多为一次性使用制品,使用后不易降解,对环境造成了大量白色污染[6-7]

本研究通过对复合材料力学和加工性能的比较,优化出生物质纤维的种类和纤维用量。为了使复合材料具有更高的韧性,向废弃PS/生物质复合材料中加入橡胶弹性体SEBS和EPDM,并比较了两者对复合材料力学性能和热稳定性能的影响,期望制备出一种可在建筑、装饰、园艺等领域有良好应用的废弃PS/生物质复合材料。

1 试 验

1.1 主要原料

废弃PS泡沫,实验室回收;芦苇纤维(纤维素45.2%),新疆博湖苇叶股份有限公司;秸秆纤维(纤维素39.6%),正阳县一帆秸秆综合利用专业合作社;花生壳纤维(纤维素16.9%),海门市青禾杂粮专业合作社;氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)YH-502,岳阳巴陵华兴石化有限公司;三元乙丙橡胶(EPDM),杭州绿谷橡塑制品有限公司。

乔振宇一撇嘴:“男主外女主内的传统婚姻多好啊,我这个建筑师又不是养不起你,我负责赚钱养家当大爷,你负责貌美如花当小媳妇,我爸、我哥们儿还有我表妹,他们都是这么结婚过日子的,就你瞎较劲儿!”

1.2 试验方法

图1是随芦苇纤维含量的增加,废弃PS/生物质复合材料熔融指数(MI)的变化趋势。可以看出,随着芦苇纤维用量的增加,复合材料的MI逐渐降低,且均低于未添加芦苇纤维的复合材料。主要归结于芦苇短纤维的加入会阻碍基体分子链的运动,使得复合材料的MI降低,通常随着芦苇短纤维用量的提高,纤维在基体中也不易分散均匀,会进一步增加分子链运动时与纤维的摩擦,使材料的MI不断减小。当芦苇与PS质量比为30∶50 时,复合材料的力学性能最好,熔体流动性下降较小,且生产成本较低。

采用高速粉碎机将生物质纤维粉碎成100目左右的短纤维,然后将纤维于100 ℃数显鼓风干燥箱中烘干3 h。

政府扶持社会力量参与社会治理是当前我国社会治理研究中主流的政策建议和价值判断,在基层社会领域,来自政府、市场和公民三方的力量如何实现合作,以何种方式合作便成为实践探索的方向和理论研究的重心。当大量的公共事务和公共服务推进到社区范围,仅凭社区自治组织无法将其传递和渗透到基层网络,或者说传统社会等级制的末梢无法有效嵌入基层社会。而政府为此扶持的大量社会力量在国家的政治、社会动员中又该以何种身份、地位和形式嵌入到基层社会网络中,这是当前基层社区治理结构架构的首要问题。

将弹性体SEBS、EPDM室温下在双辊塑炼机上进行薄通。

394 Value of high-definition magnetic resonance imaging in preoperative evaluation of stage ⅠB-ⅡB cervical cancer

由图2(a)可见,未加入弹性体时,复合材料的断面存在着明显的芦苇纤维,且芦苇表面较光滑,与废弃PS树脂界面很清晰,说明芦苇纤维与树脂的相容性很差。由图2(b)可见,加入弹性体EPDM后,复合材料的断面结构发生了变化,芦苇纤维表面包裹树脂较多,与废弃PS树脂界面较为模糊。由图2(c)可见,添加弹性体SEBS后,芦苇纤维表面完全被树脂包裹,与废弃PS树脂界面非常模糊,出现韧性断裂,进一步表明了由于SEBS与PS结构相似,增加了SEBS与基体的相容性,从而明显提高复合材料的韧性。

1.3 性能测试

结合当前小学体育教学发展情况来看,整体的素质教育效率普遍较低,不仅在体育技能以及体育知识方面有所欠缺,特别是在德育培养方面还有一定差距,这点则是广大体育教师不可忽视的重要内容。在进行德育知识的讲授中,大部分教师同传授传统知识一样进行课堂讲解,并没有实现体育教学和德育教育相互结合,自然不利于学生的理解和消化,使小学体育教学中的德育教育效率普遍偏低。

2 结果与讨论

2.1 生物质纤维种类对废弃PS/生物质复合材料力学性能的影响

由表1可以看出,当芦苇与PS质量比为30∶50 时,废弃PS/芦苇复合材料的拉伸强度均高于花生壳和秸秆复合材料,分别提高了71.9%、39.7%;弯曲强度分别提高了78.5%、51.7%,表明芦苇纤维对复合材料的增强作用最明显。不仅如此,废弃PS/芦苇复合材料的冲击强度均高于花生壳和秸秆复合材料,分别提高了10.9%、29.1%,表明芦苇对复合材料具有良好的增韧效果。因此,生物质纤维种类确定为芦苇纤维。

利用日本电子公司JSM-6460LV型扫描电子显微镜,观察复合材料的微观形态,试样经过液氮冷冻脆断后,断口表面进行喷金处理,再经扩大倍数进行断面形态分析;复合材料拉伸性能测试按照GB/T 1040—2006标准,拉伸速率为50 mm/min;弯曲性能测试按照GB/T 9341—2008标准,测试速度为2 mm/min;悬臂梁缺口冲击性能测试按照GB/T 1943—2007标准;加工流动性能测试按照GB/T 3682—2008标准; 测试温度230 ℃,负载2.16 kg。利用德国NETZSCH公司TG209型热重分析仪测试复合材料的热稳定性。

表1 不同生物质纤维对废弃PS/生物质复合材料力学性能的影响

Tab.1 Effects of different biomass fibers on the mechanical properties of waste PS/biomass composites

复合材料拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/(kJ·m-2)废弃PS/芦苇15.7339.966.2废弃PS/花生壳9.1522.395.6废弃PS/秸秆11.2626.344.8注:m(生物质)∶m(PS)=30∶50。

2.2 芦苇纤维用量对废弃PS/芦苇纤维复合材料力学性能的影响

由表2可以看出,随着芦苇纤维用量的增加,复合材料的力学强度整体呈先增大后减小的趋势。当芦苇与PS质量比为30∶50时,拉伸强度和弯曲强度增加最明显。不仅如此,当芦苇与PS质量比为30∶50时,复合材料的冲击强度最大,表明芦苇纤维对复合材料有一定的增韧作用。主要归结为:当芦苇与PS质量比小于30∶50时,随着芦苇纤维用量的增加,树脂对纤维浸润面积增大,能够有效地传递应力,纤维与树脂黏结力增加,从而使复合材料力学性能提升。而芦苇与PS质量比大于30∶50时,由于纤维与树脂接触面积过大,致使纤维无法被树脂充分浸润,破坏了树脂的连续性,由纤维与树脂的孔隙增速较快造成的界面黏结性能变差的幅度大于纤维的增强效果,致使复合材料的力学性能下降。因此,芦苇与PS质量比为30∶50时复合材料的力学性能最优。

1、筹资风险。保险公司在进行企业资金筹集的过程中面临一定的筹资风险,主要体现在企业在扩大经营规模进行权益融资的风险以及进行债务融资可能产生的到期偿还债务的风险。权益融资和债务融资是保险公司进行资金筹集的常用手段,前者虽然在一定程度上提高了企业的偿债能力,但同时提高了企业的筹资成本来支付股东的高回报要求,后者虽然通过企业所得税的抵税效应降低了一定的融资成本,但债务筹资带来的后期偿还风险还是较大的。因此,保险公司在进行债务融资时,需要在前期进行一定的财务风险防控,通过企业制度改革以及应收账款管理等措施进行偿债风险的控制,防止企业因偿债能力不足而遭受破产清算。

表2 废弃PS/芦苇纤维复合材料力学性能测试数据

Tab.2 Test data of mechanical properties of waste PS/reed fiber composites

m(芦苇)∶m(PS)拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/(kJ·m-2)0∶5014.5237.975.210∶5014.7636.153.520∶5014.9236.284.630∶5015.7339.976.140∶5013.8735.933.650∶5013.0131.703.2

2.3 芦苇纤维用量对废弃PS/生物质复合材料加工性能的影响

1.2.1 原料预处理

图1 芦苇纤维用量对废弃PS/生物质复合材料熔融指数的影响

Fig.1 Effect of reed fiber content on the melt index of waste PS/biomass composites

2.4 弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料力学性能影响

在废弃PS/芦苇纤维复合材料制备的基础上,为了提高复合材料的韧性,分别向体系中加入橡胶弹性体SEBS和EPDM,芦苇与PS质量比为30∶10。表3反映了弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料力学性能的影响。加入的弹性体会消耗外力能量,抑制破坏性断裂,使复合材料的冲击强度提高。SEBS因其结构与PS相似,增加了SEBS与树脂的相容性,对复合材料冲击韧性贡献较大。尽管弹性体的加入使复合材料的拉伸强度和弯曲强度有所降低,但是SEBS与复合材料的界面作用力强,且结构存在刚性基团,使复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降较小。因此,SEBS弹性体更有利于复合材料力学性能的提升。

表3 弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料力学性能的影响

Tab.3 Effect of elastomer on the mechanical properties of waste PS/reed fiber composites

复合材料拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/(kJ·m-2)废弃PS/芦苇15.7339.976.1废弃PS/芦苇/SEBS14.9737.848.3废弃PS/芦苇/SEBS14.7736.926.5

2.5 弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料微观形貌的影响

使用双辊塑炼机将处理后的芦苇纤维、秸秆纤维、花生壳纤维分别与废弃PS进行熔融混炼,通过选择芦苇纤维和废弃PS质量比为30∶50时制备废弃PS/生物质复合材料来优化生物质纤维种类。按照芦苇纤维和废弃PS质量比分别为0∶50、10∶50、20∶50、30∶50、40∶50和50∶50在双辊塑炼机混炼,探讨废弃PS/生物质复合材料的综合性能较佳时的纤维用量。

2.6 弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料热稳定性能的影响

图3反映了弹性体对废弃PS/芦苇复合材料热稳定性能的影响。由图3(a)的TG曲线可以看出,与废弃PS/芦苇复合材料相比,体系中加入弹性体SEBS、EPDM后,初始分解温度变化较小,最大分解温度分别提高了2.76%和2.57%,500 ℃的残炭率分别提高了109%和3.99%。结合图3(b)DTG曲线可进一步发现,与废弃PS/芦苇复合材料相比,体系中加入弹性体SEBS、EPDM 后,复合材料的最大分解速率分别下降了0.44%/℃和0.34%/℃,表明了弹性体有利于提高废弃PS/芦苇复合材料的高温热稳定性。废弃PS/芦苇/SEBS复合材料的最大分解温度提高了2.57%,500 ℃的残炭率提高了108.88%。最大分解速率下降了0.1%/℃。因此,SEBS对复合材料的高温热稳定性提升更明显。

(a) 未添加弹性体

(b) 加入弹性体EPDM

(c) 加入弹性体SEBS

图2 弹性体对废弃PS/芦苇纤维复合材料微观形貌的影响

Fig.2 Effect of elastomers on the morphology of waste PS/reed fiber composites

(a) TG

(b) DTG

图3 弹性体对废弃PS/芦苇复合材料热稳定性的影响

Fig.3 Effect of elastomers on the thermal stability of waste PS/reed fiber composites

3  

芦苇纤维制备的废弃PS/生物质复合材料的力学性能比添加花生壳纤维和秸秆纤维更好。芦苇与PS质量比为30∶50时,废弃PS/生物质复合材料力学性能最好,且加工流动性能较好,生产成本低。

1.2.2 废弃PS/生物质复合材料的制备

参考文献:

加入橡胶弹性体SEBS和EPDM能改善废弃PS/芦苇复合材料的热性能,SEBS对复合材料的高温热稳定性提升更为明显。

废弃PS/芦苇复合材料中加入橡胶弹性体SEBS和EPDM能有效改善复合材料的韧性,SEBS对复合材料的韧性提升更为明显。

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法家思想是当时最先进的的思想,商鞅的两次变法正是法家思想的实践,对户籍制度、爵位制度、土地制度、行政制度、税收制度以及民风民俗进行变革,制定出严苛的法律,全面推行依法治国。正如刘歆《新序论》所言,“法令必行,内不私贵宠,外不偏疏远。是以令行而禁止,法出而奸息”[3],在法家思想的指导下,在重刑厚赏的指令下,秦国旧有的奴隶制度、奴隶主贵族特权得以彻底推翻,真正完成了从奴隶制到封建制的过渡,建立起符合新兴地主阶级利益、适应新的生产力新的生产关系的上层建筑,以及郡县为基础的中央集权制,奠定了影响中国社会两千余年的封建政治制度的基础。

[6] 刘双奇,冯世宏,薛韵甜.利用废聚苯乙烯泡沫塑料制备防水涂料的研究[J].辽宁化工,2016,45(3):294-296.

1.5统计学研究方法 全部数据都采用SPSS20.0版统计软件予以处理,用χ2检验计数资料和t检验计量资料,(±s)代表计量数据;(n/%)代表计数资料;当中,P<0.05表示对比差异较大,具有统计学意义。

[7] 左艳梅,傅智盛.废旧聚苯乙烯泡沫塑料的回收与再生方法[J].合成材料老化与应用,2015,44(6):86-90.

张伟明,夏英,张馨月,李智佳,丛世杰
《大连工业大学学报》2018年第02期文献

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