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热塑性淀粉基复合材料力学性能研究被引量：5: 2016年; 热塑性淀粉(TPS)基复合材料因具有原材料绿色化、废弃后全降解的特点,成为国内外学者研究的热点。以甲酰胺、尿素、丙三醇、乙二醇作为塑化剂,制备热塑性淀粉基复合材料,通过静态压缩试验得到淀粉基复合材料的静态压缩缓冲曲线,分别研究了不同比例的单一塑化剂和复合塑化剂制备的热塑性淀粉对淀粉基复合材料静态压缩性能的影响。实验结果表明,塑化剂含量为15%时,4种单一塑化剂制备的淀粉基复合材料承压能力大小分别为:FPTPS基复合材料>UPTPS基复合材料>EGPTPS基复合材料>GPTPS基复合材料。复合塑化剂的含量为15%时,不同质量的比甲酰胺和尿素制备的淀粉基复合材料(FUPTPS),其承压能力大小为2∶1>1∶1>1∶2;不同质量比的丙三醇和乙二醇制备的淀粉基复合材料(GGPTPS),其承压能力大小为1∶2>2∶1>1∶1。; 徐婕郭安福李剑峰李方义张传伟谢麒王成钊; 关键词：缓冲包装材料力学性能

植物纤维增强的生物质复合材料微观机理及力学性能研究被引量：9: 2015年; 为了解决生物质复合材料中淀粉基质与植物纤维分子间的表面结合问题,探究淀粉/纤维预处理对二者分子间氢键形成的影响,提高生物质复合材料的力学性能,在多年研究的基础上,优化成分配伍,分别制备了剑麻纤维、纸浆纤维、稻草纤维和木质纤维增强的生物质复合材料。通过红外光谱实验,研究了热塑性淀粉的化学键变化和复合材料制品化学键的变化机理,对比了4种复合材料中淀粉和纤维分子间氢键的强弱。拉伸强度和压缩强度实验结果表明,剑麻纤维增强的复合材料的拉伸强度最高可达3.75 MPa,压缩强度最高可达1.26 MPa,远远好于纸浆纤维、稻草纤维和木质素纤维复合材料。SEM图像显示了热塑性淀粉和生物质复合材料的微观结构形态。; 刘鹏李方义李剑峰郭安福张传伟王成钊; 关键词：植物纤维生物质复合材料红外光谱力学性能

剑麻纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备及性能研究被引量：6: 2015年; 为研究剑麻纤维增强的热塑性淀粉复合材料的制备工艺及热稳定性,以玉米淀粉为原料,先制得热塑性淀粉,再以剑麻纤维为骨架增强体制备剑麻纤维增强热塑性淀粉复合材料,通过正交试验优化制备工艺,DSC、TG/DTG、SEM分析其热稳定性及结构。正交试验表明,各因素对材料抗拉强度影响的主次顺序为纤维长度〉纤维用量〉模压成型温度〉填料用量；最佳工艺条件为纤维长度15 mm、纤维用量35 g、模压成型温度200℃、填料用量5 g,此时材料的抗拉强度可达到4.45 MPa。利用差示扫描量热分析和热重分析分别对热塑性淀粉及剑麻纤维复合材料的热稳定性进行了分析,结果表明,热塑处理提高了淀粉的熔融温度,有利于淀粉与纤维素羟基间的氢键结合,且热塑过程在一定程度上降低了淀粉的热稳定性；剑麻纤维复合材料的热降解过程主要发生在200~400℃温度区间。 SEM分析显示最佳工艺条件下得到的复合材料具有较好的泡孔结构。; 张传伟李方义刘鹏王成钊李剑峰郭安福; 关键词：剑麻纤维热稳定性微观形貌

塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响被引量：3: 2017年; 植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料,淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制,对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析(FT-IR)和X射线衍射分析(XRD)对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征,以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化,结果表明:塑化过程中淀粉结晶结构发生变化,结晶区A型结晶遭到破坏;塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键,淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明,塑化使淀粉分子结构发生变化后,由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升,防水性得到改善。淀粉结晶区被打破,无定形区增多,淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面,因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱,淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。; 张传伟李方义李剑峰谢麒徐婕陈帅; 关键词：生物质复合材料分子结构

氧化淀粉基复合材料的制备及力学性能被引量：6: 2017年; 为提高淀粉基复合材料的力学性能,采用对原生淀粉进行氧化改性,通过模压发泡工艺制备了氧化淀粉基复合材料(OS复合材料)。力学测试结果表明,OS复合材料在力学性能方面有很大程度的提升,且最佳氧化比为m(淀粉)∶m(H_2O_2)=10∶1.5。此时拉伸强度为3.05 MPa,压缩强度6.724 MPa,与原生淀粉基复合材料相比分别提高21.03%、14.65%,缓冲性能最佳;其压缩强度明显优于聚苯乙烯发泡塑料(EPS),缓冲系数与EPS接近。为揭示性能变化的内在机理,通过红外光谱分析发现,氧化过程使得淀粉内部官能基团改变,形成更强的氢键,与剑麻纤维的结合更紧固;通过X射线衍射分析得到,淀粉氧化改性后,结晶度降低,内部形成更均匀的相,裸露的支链增多,其与剑麻纤维结合得更好。为探究复合材料的界面结合情况,采用扫描电镜观察,图像显示OS复合材料内部生成了较好的泡孔结构,并且其淀粉基质均匀地附着在纤维的表面,淀粉和纤维形成了很好的结合。; 陈帅李方义李剑峰张传伟谢麒徐婕; 关键词：氧化淀粉力学性能氢键结晶度泡孔结构

基于全生命周期理论的生物质包装材料环境友好性模型与评价被引量：4: 2017年; 运用全生命周期评价理论和Eco-indicator99评价方法建立生物质包装材料的全生命周期评价系统模型,采用专用软件对其进行全生命周期影响定量化评价,并对比分析生物质包装材料与其他典型包装材料的全生命周期对环境的影响。数据表明,生物质包装材料对人体健康、生态环境质量、资源消耗的影响因子分别为0.0151、0.00299和0.0533pt。生物质包装材料全生命周期内对人体健康、生态环境、资源消耗等方面影响最低,同时在环境负荷方面对环境的影响最小。; 郭安福唐娟徐婕李剑峰李方义张传伟; 关键词：生物质包装材料环境友好性

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张传伟