竹屑增强HDPE复合材料的力学与热性能提升

本研究论文于2014年发表在《北京林业大学学报》上，标题为"竹质纤维-HDPE复合材料的力学和热性能研究"。作者任文涵等人探讨了利用造纸废弃竹屑作为增强剂，与竹粉、竹浆纤维以及竹屑与竹浆纤维的混合物，以50%的质量比增强高密度聚乙烯（HDPE）制备出不同类型的竹塑复合材料。主要关注的是比较竹屑-HDPE复合材料与其他三种复合材料在力学性能（如拉伸强度和模量）及热性能（起始热分解温度和α力学松弛峰值温度）上的差异。 研究发现，相较于传统的竹粉-HDPE复合材料，竹屑-HDPE复合材料展现出更好的拉伸性能，拉伸强度和模量分别提高了45.94%和114.09%，这可能源于竹屑的更高比表面积和更强的结合力。然而，竹屑-HDPE复合材料的弯曲性能相对较弱，其弯曲强度和模量分别下降了8.08%和17.64%，这可能是因为竹屑的形状和排列方式对复合材料的抗弯性有负面影响。 在热性能方面，竹屑-HDPE复合材料表现出优良的稳定性，其起始热分解温度相较于竹粉-HDPE复合材料提升了21.23℃，这表明竹屑增强了材料的耐热性。此外，竹屑-HDPE复合材料的α力学松弛峰值温度也有所提高，这意味着在高温环境下，其力学性能保持得更好。 该研究提供了关于利用废弃竹屑增强HDPE制作复合材料的实际可行性及其潜在优势，为环保材料的开发和可持续利用提供了新的思路。然而，它也指出了在设计和优化这类复合材料时需要注意平衡不同性能之间的权衡，如强度与韧性的关系。这项工作对于竹材资源的高效利用以及绿色材料的发展具有重要意义。