颗粒大小和热压参数对竹制复合材料机械性能的影响
Jun Lu1, Kuichuan Sheng2, Jie Chen2
1Mechanical College, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|March 26, 2025
概括
这项研究优化了使用热压的竹子-zein生物复合材料. 确定了最佳加工条件,以增强机械性能,如抗拉强度和减少胀,创造先进的生物基材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 生物复合材料是一种生物复合材料.
背景情况:
- 生物复合材料为传统材料提供可持续的替代品.
- 玉米蛋白质Zain和竹子颗粒是有希望的生物资源.
- 优化加工参数对于实现所需的材料性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究竹子颗粒大小和热压参数对生物复合材料机械性能的影响.
- 优化加工参数以提高机械性能和减少胀.
- 开发具有改进特性的新型竹-zein生物复合材料.
主要方法:
- 生物复合材料是使用热压和混合预处理的竹颗粒和超高压预处理的溶液来制造的.
- 使用响应表面方法和二次回归分析来建模和优化处理参数.
- 机械性能 (MOR,MOE,TS) 和厚度膨胀率 (2h-TSR) 进行了评估.
主要成果:
- 用40网状的竹颗粒获得了17.5MPa的最大抗拉强度 (TS).
- 破裂最大模量 (MOR) 为28.72MPa,弹性模量 (MOE) 为2669.75MPa,用60网状的竹颗粒获得.
- 最低的2小时厚度膨胀率 (2h-TSR) 为5.8%,观察到的是80网状竹颗粒.
结论:
- 最佳加工涉及含水量 (14-16%),压力温度 (170-175°C) 和压力时间 (12-15分钟).
- 竹子颗粒大小显著影响了生物复合材料的机械性能和膨胀行为.
- 这项研究为开发高性能,可持续的竹子-zein生物复合材料提供了途径.
