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汽车安全与节能学报

JASE ›› 2019, Vol. 10 ›› Issue (4): 511-517.DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2019.04.013

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汽车用汉麻秆粉 / 聚乳酸复合材料的制备、 成型工艺及性能

王春红 1,2，王利剑 1，左恒峰 2，王 妮 1，Noor Intan Saffinaz Anuar3，Peyman Servati4，Frank Ko5   

  1. （1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387，中国；
    2. 清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室， 北京100084，中国；
    3. 马来西亚科邦萨大学 科学技术学院生物资源和生物精炼实验室，乌克姆邦吉 43600， 马来西亚；
    4. 不列颠哥伦比亚大学 电气与计算机工程系，温哥华 BC V6T 1Z4，加拿大；
    5. 不列颠哥伦比亚大学 材料工程系，温哥华 BC V6T 1Z4，加拿大）
  • 收稿日期:2019-05-10 出版日期:2019-12-31 发布日期:2020-01-01
  • 作者简介:第一作者 / First author ： 王春红 (1980—)，女 ( 汉)，吉林，教授。E-mail: wangchunhong@tjpu.edu.cn。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目（ 11802205）；汽车安全与节能国家重点实验室开放基金资助项目(FK1811)。

Preparation, processing and properties of hemp stalk powder/ polylactic acid composites for automobiles

WANG Chunhong1,2, WANG Lijian1, ZUO Hengfeng2, WANG Ni1, Noor Intan Saffinaz Anuar3, Peyman Servati4, Frank Ko5   

  1. (1. School of Textile Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China; 
    2. State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 
    3. Bioresources and Biorefinery Laboratory, Faculty of Science and Technology, Universiti Kebangsaan Malaysia, UKM Bangi, Selangor, 43600, Malaysia; 
    4. Department of Electrical and Computer Engineering, University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada; 
    5. Materials Engineering Department, University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada)
  • Received:2019-05-10 Online:2019-12-31 Published:2020-01-01

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摘要： 为有利于汽车轻量化和环境保护，制备了一种汽车内饰用的完全可降解的木塑复合材料。以 汉麻秆粉和可降解聚乳酸（PLA）为原料，通过双螺杆挤出机造粒，模压成型制备了该复合材料。对 于温度、压力和时间 3个影响因素，经过 4种力学性能指标的正交试验分析，得到模压成型的最优工 艺为：160 ℃、7.5 MPa、5 min。结果表明：当汉麻秆粉质量分数 30%，麻秆粉粒径 40目时，该复 合材料的力学性能拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量均最大，分别为 40.26、73.84 MPa 和2.06、 4.35 GPa。

关键词: 汽车轻量化, 内饰材料, 可降解木塑复合材料, 聚乳酸(PLA), 汉麻秆粉, 模压成型工艺

Abstract: A fully degradable wood-plastic composite material was prepared for automotive interiors to reduce the mass of automobiles and protect the environment. The composite was prepared from hemp stalk powder and degradable polylactic acid (PLA) by using a twin-screw extruder for pelletization and compression molding. An optimal process for press molding was obtained: 160 ℃, 7.5 MPa, 5 min for the three influencing factors of temperature, pressure, and time, after orthogonal test analysis of 4 mechanical performance indicators. The results show that the composite has its highest mechanical properties in tensile strength, bending strength, tensile modulus and bending modulus, which are 40.26, 73.84 MPa and 2.06, 4.35 GPa for the hemp stalk powder with a mass fraction of 30% and a diameter of 40 mesh.

Key words: lightweight of automobile, automotive interior, degradable wood plastic composite, polylactic acid(PLA) , hemp straw powder,  compression molding