稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的制備及其性能研究

【摘要】：能源枯竭與環(huán)境惡化是當(dāng)今世界所共同面對(duì)的嚴(yán)峻問(wèn)題,石油資源、煤炭資源、森林資源、淡水資源等一些不可再生資源的銳減,嚴(yán)重威脅到人類的生存現(xiàn)狀。通過(guò)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用新型復(fù)合材料,減少對(duì)環(huán)境的破壞,緩和對(duì)石油、森林資源的過(guò)度依賴,取代現(xiàn)有落后的材料是材料工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。這一方向目前已經(jīng)得到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注,淀粉秸稈復(fù)合材料的發(fā)展對(duì)我國(guó)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式具有重要意義。本論文主要研究稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的制備及其性能。實(shí)驗(yàn)中首先設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),通過(guò)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能、耐水性幾方面,尋找在使用不同種類淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉)；混料不同含水率(6%±0.5%、7%±0.5%、8%±0.5%)和不同模壓溫度(130℃、145℃、165℃)下模壓成型效果最佳搭配組合。實(shí)驗(yàn)中將制備四種不同密度的復(fù)合材料試樣,密度分別為ρ1(1.41×103kg/m3)、ρ2(1.37×103kg/m3), ρ3(1.33×103kg/m3)、ρ4(1.30×103kg/m3);此外,從復(fù)合材料中稻秸稈與淀粉配比的角度研究,制備了填充稻秸稈粉90%、80%、70%、60%、40%、20%六種試樣測(cè)試；最后從稻秸稈纖維尺寸方面,選擇了100目(150μm)、80目(180μm)、60目(2501μm)、40目(380μm)四種不同纖維尺寸的稻秸稈粉作為填充料,研究不同纖維尺寸稻秸稈對(duì)復(fù)合材料的性能影響。綜合以上方案,從力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能、耐水性能和微觀結(jié)構(gòu)幾方面做比較分析,得出主要結(jié)論如下：(1)通過(guò)正交試驗(yàn)計(jì)劃和極差分析方法,得出使用玉米淀粉,混料含水率6%±0.5%和模壓溫度150℃是模壓成型中最佳組合方案。此時(shí)可以得到力學(xué)及理化性能較好的稻秸稈/淀粉復(fù)合材料。(2)通過(guò)比對(duì)不同密度復(fù)合材料力學(xué)性能及理化性能,可以得出密度為p1(1.41×103kg/m3)時(shí)稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為9.22Mpa、彎曲強(qiáng)度為28.05Mpa、沖擊強(qiáng)度為4.3749KJ/m2,導(dǎo)熱系數(shù)為0.07536W/(m·K),吸水率為81%,吸濕率為5.23%,接觸角為59.49°均取得最佳值。因此復(fù)合材料制備時(shí)選擇密度p1(1.41×103kg/m3)最佳。(3)經(jīng)過(guò)對(duì)比90%、80%、70%、60%四種不同稻秸稈填充量的稻秸稈/淀粉復(fù)合材料力學(xué)及理化性能,得出選擇稻秸稈填充量為90%時(shí)可以制備出綜合性能較好的復(fù)合材料,其拉伸強(qiáng)度8.35Mpa,彎曲強(qiáng)度28.94Mpa,沖擊強(qiáng)度4.1084KJ/m2,,導(dǎo)熱系數(shù)為0.09949W/(m·K),吸水率272%,吸濕率6.86%,接觸角61.61°。(4)通過(guò)比較填充不同纖維尺寸稻秸桿粉末的復(fù)合材料力學(xué)性能及理化性,可以得出選擇填充秸稈纖維尺寸為180μm(80目)時(shí)可以得到綜合性能較好的復(fù)合材料。其拉伸強(qiáng)度為7.47Mpa,彎曲強(qiáng)度為23.87Mpa、沖擊強(qiáng)度為3.7709KJ/m2,導(dǎo)熱系數(shù)為0.09]57W/(m·K),吸水率為109%、吸濕率為6.14%,接觸角度為68.54°。 【關(guān)鍵詞】：稻秸稈/淀粉復(fù)合材料 不同種類淀粉 稻秸稈纖維尺寸 復(fù)合材料密度 力學(xué)及理化性能
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景11-13
• 1.1.1 中國(guó)森林資源現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物利用現(xiàn)狀12-13
• 1.1.3 復(fù)合材料的發(fā)展背景及現(xiàn)狀13
• 1.2 淀粉基復(fù)合材料13-16
• 1.2.1 淀粉特性及其種類簡(jiǎn)介13-15
• 1.2.2 淀粉基復(fù)合材料國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文研究目的、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)16-19
• 1.3.1 論文研究目的及意義16
• 1.3.2 論文研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)17-19
• 第二章 稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的制備及測(cè)試方法19-27
• 2.1 稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的制備19-21
• 2.1.1 試驗(yàn)原料與儀器設(shè)備19
• 2.1.2 淀粉原料的預(yù)處理19-20
• 2.1.3 稻秸稈纖維的預(yù)處理20
• 2.1.4 混合材料20
• 2.1.5 模壓成型工藝20-21
• 2.2 稻秸稈/淀粉復(fù)合材料性能測(cè)試方法及設(shè)備儀器21-25
• 2.2.1 拉伸性能21
• 2.2.2 彎曲性能21-22
• 2.2.3 抗沖擊性能22-23
• 2.2.4 導(dǎo)熱性能23
• 2.2.5 微相結(jié)構(gòu)23
• 2.2.6 吸水性能23-24
• 2.2.7 吸濕性能24
• 2.2.8 潤(rùn)濕性24-25
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器25-27
• 第三章 模壓成型工藝優(yōu)化及探索27-41
• 3.1 成型工藝基本參數(shù)的選擇27
• 3.2 稻秸稈淀粉復(fù)合材料成型工藝優(yōu)化及探索27-31
• 3.2.1 試驗(yàn)優(yōu)化方法27-28
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28-31
• 3.3 不同因素對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響31-34
• 3.3.1 拉伸強(qiáng)度31-32
• 3.3.2 彎曲強(qiáng)度32-34
• 3.4 不同因素對(duì)復(fù)合材料理化性能的影響34-39
• 3.4.1 導(dǎo)熱系數(shù)34-35
• 3.4.2 親水性35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 不同密度稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的性能研究41-51
• 4.1 力學(xué)性能42-45
• 4.1.1 拉伸強(qiáng)度42-43
• 4.1.2 彎曲強(qiáng)度43-44
• 4.1.3 沖擊強(qiáng)度44-45
• 4.2 導(dǎo)熱性45-46
• 4.3 復(fù)合材料耐水性46-48
• 4.3.1 吸水性能46-47
• 4.3.2 吸濕性能47-48
• 4.3.3 接觸角48
• 4.4 微觀結(jié)構(gòu)48-50
• 4.4.1 表面微觀結(jié)構(gòu)48-49
• 4.4.2 切割面微觀結(jié)構(gòu)49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 稻秸稈填充量對(duì)復(fù)合材料性能的影響51-61
• 5.1 力學(xué)性能51-55
• 5.1.1 拉伸強(qiáng)度51-53
• 5.1.2 彎曲強(qiáng)度53-54
• 5.1.3 沖擊強(qiáng)度54-55
• 5.3 導(dǎo)熱性能55-56
• 5.4 復(fù)合材料耐水性56-59
• 5.4.1 吸水性能56-57
• 5.4.2 吸濕性能57-58
• 5.4.3 接觸角58-59
• 5.5 微觀結(jié)構(gòu)59-60
• 5.5.1 表面微觀結(jié)構(gòu)59-60
• 5.5.2 切割面微觀結(jié)構(gòu)60
• 5.8 本章小結(jié)60-61
• 第六章 填充不同纖維尺寸稻秸稈對(duì)復(fù)合材料的性能影響61-71
• 6.1 力學(xué)性能61-65
• 6.1.1 拉伸強(qiáng)度61-63
• 6.1.2 彎曲強(qiáng)度63-64
• 6.1.3 沖擊強(qiáng)度64-65
• 6.3 導(dǎo)熱性能65-66
• 6.4 復(fù)合材料親水性66-68
• 6.4.1 吸水性能66-67
• 6.4.2 吸濕性能67-68
• 6.4.3 接觸角68
• 6.5 微觀結(jié)構(gòu)68-70
• 6.5.1 表面微觀結(jié)構(gòu)68-69
• 6.5.2 切割面微觀結(jié)構(gòu)69-70
• 6.6 本章小結(jié)70-71
• 第七章 結(jié)論與展望71-73
• 7.1 結(jié)論71-72
• 7.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用與開(kāi)發(fā)    孫育峰;豐成學(xué);李友權(quán);

秸稈沼氣在我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    張莉娟;尹芳;趙興玲;柳靜;許玲;劉士清;陳玉保;張無(wú)敵;

我國(guó)秸稈資源現(xiàn)狀及其利用    梁榕旺;徐淑莉;

湖泊流域種植系統(tǒng)磷流特征及影響分析    武慧君;丁雪凱;魏芳雪;趙大慶;張敏明;

農(nóng)戶對(duì)作物秸稈資源化利用及影響因素分析——以河北省滄州市耿官屯村秸稈氣化技術(shù)利用為例    李珊珊;董海榮;許亞男;李霞;

豫東地區(qū)玉米收獲機(jī)械化狀況與對(duì)策研究    何勛;史景釗;余永昌;

田間秸稈收集處理新技術(shù)的研究與探索    宮娜;孫嘉燕;王述洋;

巢湖流域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)磷代謝分析    武慧君;袁增偉;畢軍;

福建省有機(jī)廢棄物資源化利用碳減排潛力研究    趙勝男;崔勝輝;吝濤;李新虎;張雅京;

秸稈養(yǎng)牛專業(yè)戶經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算與補(bǔ)貼模型    孫育峰;張全國(guó);徐廣印;李友權(quán);豐成學(xué);

秸稈養(yǎng)牛項(xiàng)目管理研究    孫育峰

品種、氮肥和種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的影響    邰書(shū)靜

等離子體技術(shù)調(diào)控稻秸表面的研究    張建紅

稻麥秸稈和淀粉制備復(fù)合材料研究    劉軍軍

水稻秸稈—粉煤灰纖維陶粒在生物接觸氧化池中的掛膜研究    向賢

秸稈發(fā)電的發(fā)展?jié)摿ρ芯?nbsp;   白宏明

秸稈發(fā)酵飼料乳酸菌分離篩選及發(fā)酵條件研究    宋佳

麥秸稈/淀粉全降解復(fù)合材料制備及其性能研究    謝煜芳

暗黑鰓金龜腸道纖維素酶活性研究及混合菌系的構(gòu)建    許婧

牛糞與水稻秸稈混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝優(yōu)化研究    劉永

簡(jiǎn)介第Ⅺ屆國(guó)際復(fù)合材料力學(xué)會(huì)議    沈坤元;

第一屆復(fù)合材料力學(xué)專題討論會(huì)    張志新

試談復(fù)合材料力學(xué)在發(fā)展復(fù)合材料過(guò)程中所起的作用    顧震隆;

簡(jiǎn)介第Ⅷ屆里加國(guó)際復(fù)合材料力學(xué)會(huì)議    沈坤元

復(fù)合材料力學(xué)中的屈曲理論和隨機(jī)臨界核理論（綜述）    范賦群,黃小清,曾慶敦

簡(jiǎn)介第Ⅸ屆國(guó)際復(fù)合材料力學(xué)會(huì)議    沈坤元;

復(fù)合材料力學(xué)    沈觀林;

第10屆里加國(guó)際復(fù)合材料力學(xué)會(huì)議    沈坤元;

復(fù)合材料力學(xué)性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法及其標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向    王瑞,楊連賀,王建坤

復(fù)合材料力學(xué)性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法及其標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向    李靜

復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)視頻公開(kāi)課建設(shè)    鄭錫濤;

復(fù)合材料力學(xué)中的界面效應(yīng)    王建祥;段慧玲;黃筑平;

復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)及“復(fù)合材料力學(xué)”課程教學(xué)    沈觀林;

表面處理對(duì)玉米秸稈/聚乳酸復(fù)合材料力學(xué)性能的影響    費(fèi)曉瑜;羅紅林;萬(wàn)怡灶;熊光耀;王小明;

濕度對(duì)玻纖復(fù)合材料力學(xué)行為影響研究    張文釗;

Eshelby問(wèn)題“顯著特性”的研究進(jìn)展    王敏中;

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的復(fù)合材料力學(xué)教改的探索    鄧忠民;

KD SiCf/SiC復(fù)合材料力學(xué)以及介電性能研究    劉海韜;程海峰;王軍;唐耿平;

KD SiCf/SiC復(fù)合材料力學(xué)以及介電性能研究    劉海韜;程海峰;王軍;唐耿平;

不同溫度熱處理對(duì)CVI-C/C復(fù)合材料力學(xué)性能的影響    曹偉鋒;李賀軍;郭領(lǐng)軍;李克智;和永崗;

稻秸稈/淀粉復(fù)合材料的制備及其性能研究    呂鐵庚

機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)性能的宏細(xì)觀分析    張音旋

纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的預(yù)測(cè)研究    雷松葉

整體中空雙夾層復(fù)合材料力學(xué)性能研究    王婷婷

隨機(jī)云杉短纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)行為的數(shù)值模擬    王楊

內(nèi)生塑性相形態(tài)演化及其對(duì)塊體金屬玻璃復(fù)合材料力學(xué)行為的影響    徐翔

三維機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)模型及復(fù)合材料構(gòu)件的疲勞分析    石先蓉

整體中空夾層復(fù)合材料力學(xué)性能研究    鐘志珊

塑木復(fù)合材料力學(xué)性能及其制備工藝的研究    欒曉春

多孔結(jié)構(gòu)及老化時(shí)間對(duì)銅/低密度聚乙烯復(fù)合材料力學(xué)性能的影響    肖承