【摘 要】
：
聚乳酸（PLA）源于玉米、土豆等生物质材料,合成能量低,可极大减少对石油资源的依赖,可完全降解为二氧化碳和水,不污染环境,具良好的生物相容性,可植入生物体内,但其脆性大、疏水、降解慢。果壳粉（核桃壳粉WSP、杏仁壳粉ASP和夏威夷果壳粉MSP）是纯天然固体废弃物、质轻价廉、无毒无害,但其亲水性与PLA的疏水差异较大,需改性才能与PLA复合。熔融沉积成型（FDM）是目前最受欢迎的高分子聚合物增材制造
论文部分内容阅读
聚乳酸（PLA）源于玉米、土豆等生物质材料,合成能量低,可极大减少对石油资源的依赖,可完全降解为二氧化碳和水,不污染环境,具良好的生物相容性,可植入生物体内,但其脆性大、疏水、降解慢。果壳粉（核桃壳粉WSP、杏仁壳粉ASP和夏威夷果壳粉MSP）是纯天然固体废弃物、质轻价廉、无毒无害,但其亲水性与PLA的疏水差异较大,需改性才能与PLA复合。熔融沉积成型（FDM）是目前最受欢迎的高分子聚合物增材制造技术之一,工艺简单、成本低、可成型具有复杂内外形结构的零件,但有关FDM成型果壳粉/PLA复合材料的研究非常匮乏,一定程度上制约了FDM技术的发展与普及。本文针对PLA与果壳粉界面相容性差的问题,对果壳粉进行改性,开展果壳粉/PLA复合材料性能的研究,探究复合材料FDM成型件的微观组织、力学性能及增韧机理。具体研究工作及成果如下:（1）研究碱、硅烷、碱/硅烷、微波、水浴和酒精改性对ASP、WSP和MSP表面基团、热稳定性和表面形貌的影响。结果表明,改性前果壳粉的热稳定性与其组成成分有关,纤维素含量越高,热稳定性越好。所有改性方式均消除了果壳粉的团聚,使其表面粗糙化。碱处理去除了果壳中的半纤维素,硅烷与果壳粉发生了化学反应和物理缠结。改性增强了WSP的热稳定性和反应活性,微波、水浴和酒精处理提高了ASP和MSP的热稳定性和反应活性。（2）研究果壳粉含量和硅烷浓度对果壳粉/PLA复合粉末材料结晶指数、流动性和热性能的影响规律。分析结果表明,PLA/ASP和PLA/MSP均在4 wt.%硅烷、PLA/WSP在6 wt.%硅烷时两相依赖作用最强。提高测试温度、加载载荷及果壳粉目数均提高了果壳粉/PLA的熔融流动指数（MFI）,MFI均在果壳粉含量为10 wt.%时达到最大。剪切速率与剪切应力和粘度的关系表明,PLA/ASP和PLA/MSP为接近于牛顿流体的假塑性流体,而PLA/WSP为膨胀型流体。为预测相同载荷、其它温度下的MFI,将Shenoy模型中的标准参考温度Ts修正为Ts=Tg,修正后的预测值与实验值相吻合。PLA/ASP复合材料PA5S4及PLA/WSP复合材料PWS-4Si、PWS-6Si和PWS-8Si的熔点均高于PLA,而PLA/ASP复合材料PA5S4和PA5S6的玻璃化转变温度高于PLA;PLA/ASP复合材料PA5S6和PA3的热稳定性均高于PLA;改性PLA/ASP和改性PLA/WSP复合材料的结晶度分别为2.21-4.45%和3.02-3.5%,高于PLA的1.8%。非等温结晶动力学表明,PLA/ASP开始以一维针状晶体成核生长,后期以二维片体或三维球晶的方式成核生长。（3）研究了FDM成型果壳粉/PLA复合材料的力学性能、拉伸断面形貌、吸水性和结晶指数。分析结果表明,PLA/ASP复合材料PA3的拉伸强度比纯PLA高1.8 MPa。碱处理提高了果壳粉含量为5 wt.%复合材料的拉伸性能,其中PLA/ASP-Na拉伸强度的增长幅度最大,为9.2%;PLA/WSP-Na延伸率的增长幅度最大,达42.7%。硅烷处理提高了果壳粉含量为5 wt.%复合材料的拉伸和压缩性能,其中PLA/ASP分别增大28.3%和13.9%,PLA/WSP分别增大8.5%和23.3%。当改性ASP含量为10 wt.%时,复合材料的拉伸强度较纯PLA增大3.62 MPa。增韧机理表明,果壳粉对PLA基体的增韧主要包括冷拉、空穴增韧和裂纹转向。PLA吸水率最低,约0.63%,加入未改性和碱改性的果壳粉将吸水率分别增大到4-10%和2-5%,有望促进PLA在土壤环境和水环境中降解,增强PLA的细胞亲和力。建立了碱处理前后果壳粉/PLA复合材料FDM成型件的吸水率数学模型,计算值与实验值相吻合。在未发生降解的情况下,果壳粉/PLA复合材料的FDM成型件均比其粉末材料具有较高的结晶指数。（4）探索了果壳粉/PLA多孔支架的FDM成型,通过调节FDM的填充率和挤出量来调节支架宏观和微观孔的尺寸,制备的支架宏观孔隙相互连通,可用于质量较轻的结构件或功能件。采用属于医用材料的PLA和WSP制备PLA/WSP复合支架,对其作为潜在骨骼植入体材料的可能性进行探索,这拓展了人体松质骨骨骼支架的材料选择范围,满足人体松质骨对孔隙尺寸和弹性模量的要求。三种果壳粉均可减轻PLA的重量,使PLA成本降低10-15%,实现了固体废弃物的综合利用。
其他文献
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种工程塑料,具有强度高、耐化学腐蚀性好、加工性能优异等优点,被广泛应用于电子电气、汽车零件等领域。随着人们环保意识的增强以及对能源与环境可持续发展战略需求的不断提高,再生聚酯材料的高值利用引起了学术界和产业界的广泛关注。然而,PBT再生材料在应用中尚存在缺口冲击强度低（4k J/m2）、耐热性能差、缺乏功能性（如抗静电性差、紫外稳定性差）等诸多问题,限制了其高值利
眉斑并脊天牛Glenea cantor Fabricius是木棉树Bombax ceiba L.及猴面包树Adansonia digitata L.的重要蛀干害虫,属寡食性昆虫,其分布区域和寄主高度重合,主要分布在我国华南地区和东南亚部分国家及地区,是沟胫天牛亚科的成员之一,具有该亚科天牛特有的刻槽产卵习性。在成功建立实验种群的基础上,本文通过室内外实验研究眉斑并脊天牛成虫的产卵选择行为,并综合运
新华社北京2月17日电2月17日，中宣部在中国共产党历史展览馆举行“奋进新征程建功新时代”大型主题采访活动启动仪式。中共中央政治局委员、中宣部部长黄坤明出席并讲话，强调新闻战线要牢记时代责任、增强使命担当，聚焦宣传阐释习近平新时代中国特色社会主义思想，展示好新时代伟大成就，凝聚起新征程奋进伟力，为党的二十大胜利召开营造浓厚氛围。
绿翅绢野螟Diaphania angustalis（Snellen）是我国重要园林绿化树种、药用植物糖胶树Alastonia schalaris（L.）的主要食叶害虫。该虫以幼虫卷叶为害,具有隐蔽性强、食量大、发生代数多和为害时间长等特点。近年来,该虫在我国南方地区的发生为害日趋严重,但仍缺乏有效的防治手段。由于糖胶树的种植和管理与人们生活息息相关,所处环境不宜采用化学农药进行防治,利用信息素来诱
水牛在大约于3000-6000年前被人类驯化而成为家养化动物,为人类提供了优质的水牛肉、乳品和役用产品。与其他家畜相比,水牛在基因组研究和参考基因组构建上进展相对较慢。解析一个物种的遗传结构和基因组特征是非常重要的,有助于阐明物种遗传变异多样性和重要生物性状的关联,最终可用于基因组选择设计育种,加快遗传进展。高通量技术和生物信息学的快速发展可以快速解析物种的基因变异位点单核苷酸多态性（SNP）、研
随着单片集成电路（MMIC）技术以及多芯片组件（MCM）技术发展的突飞猛进,世界各国已经将毫米波技术列为前沿科研方向。其中W波段处于衰减较小的大气窗口附近,具有传输速率快,可用带宽大等优势,可实现高频率的无线通信。本文在集成电路的基础上,利用多芯片微组装技术,设计了集小型化和平面化为一体的W波段集成发射组件。首先,对国内外W波段集成发射组件的发展动态进行了调研,分析了两种常用的正交调制发射机的主要
底栖海藻是评价珊瑚礁生态系统健康状况的重要指标,其大量生长会妨碍珊瑚的生长、繁殖和恢复等过程,因此受到高度关注。南海珊瑚礁星罗棋布,但迄今对南海珊瑚礁区珊瑚群落和底栖海藻的空间分布特征,及底栖海藻对珊瑚的生态影响的研究非常少。本文以南海珊瑚礁区（含南海北部未成礁的大亚湾珊瑚群落,全文不再特别标注）珊瑚群落和底栖海藻为主要研究对象,围绕珊瑚群落和底栖海藻的空间分布特征及底栖海藻的生态影响开展深入研究
珊瑚礁生态系统对气候变化和人为干扰的适应能力是国际上所普遍关注的科学前沿问题。本文基于对南海大空间尺度上多纬度区域的珊瑚礁/群落（注:南海北部防城港、大亚湾和东山岛的珊瑚未成礁,为珊瑚群落）的科学考察,以多种珊瑚及其微生物组（虫黄藻、细菌和病毒）为研究对象,围绕珊瑚微生物组的空间变化特征及其与珊瑚环境适应性的关系这一科学问题,具体研究以下内容:1)南海珊瑚礁水域微生物组的空间分布模式;2)南海珊瑚
钙质砂土是一种碳酸钙含量达50%以上的海洋生物成因的特殊土,具有孔隙发达、颗粒棱角度高、强度低和易破碎等特点。钙质砂土在中国南海岛礁建设中作为填筑材料被大量使用,钙质砂场地在地震、海浪等极端荷载作用下存在着液化和不均匀沉降等风险,严重威胁岛礁工程物的安全。目前,人们对钙质砂土液化问题的争议颇大,且有关钙质砂土受振后体积变形的研究成果不多。因此,有必要开展饱和钙质砂土的液化特性和体变特性的研究,为中
随着时代的发展,我国的市场经济已经非常完善,对于我国的企业来说,如何进行资金管理才是其中的关键,因为企业为了强化经营,都会储备大量的固定资产,但是在实际的使用过程中,往往可能出现固定资产丢失的情况,对企业来说,是巨大的损失。为此,我国的企业提出要积极强化固定资产管理与核算工作,主张对固定资产进行有效的管理,尤其是将责任落实到人头。本文将从固定资产管理与核算存在的问题入手,全面展开固定资产管理与核算