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淀粉/玉米秸秆纤维复合材料的制备及仿生层构板材

张伏  
【摘要】: 使用生物降解材料是抑制塑料废弃物对环境造成的污染以及缓解石油资源短缺的有效途径之一。本论文工作在观察和研究四种昆虫鞘翅内部结构的基础上,提出了几种昆虫鞘翅内部结构的纤维增强模型;将皮穰处理后的玉米秸秆外皮经机械粉碎制得玉米秸秆纤维,作为秸秆纤维增强复合材料的主要纤维原料;在利用生物显微图像分析系统对普通淀粉颗粒和变性淀粉颗粒形状研究的基础上,通过糊化方法制备了普通玉米淀粉胶黏剂,研究了其流变性能,并对其流变性能数据非线性回归得到普通玉米淀粉胶黏剂的流变模型。基于正交试验L9(34)优化了交联玉米淀粉胶黏剂,以木材胶接的压缩剪切强度来衡量交联玉米淀粉胶黏剂的粘结性能;在研究秸秆纤维增强复合材料制备工艺的基础上,设计制造了移动式压模结构模具。利用试验设计方法和依照昆虫鞘翅的内部结构模型研究几种秸秆纤维复合材料及秸秆纤维仿生复合板材的弯曲性能,并对其进行了优化及对比分析,仿生结构的采用对提高秸秆纤维增强复合材料的力学性能起到至关重要的作用;最后,研究了各种秸秆纤维复合材料的吸湿率曲线,归纳总结出吸湿率模型和吸湿率速率模型,对各组秸秆纤维增强复合材料在不同的相对湿度下的吸湿率进行了分析和总结,并针对每组秸秆纤维增强复合材料中耐湿性较好的复合材料,进行了对比分析,对进一步提高秸秆纤维复合材料的耐水性提供了有益的参考。论文的研究工作对生物降解复合材料特别是秸秆纤维增强复合材料的开发和应用提供了新思路。


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