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基于狼尾草纤维的3D打印复合线材制备与工艺优化

2021-10-12吴庆定唐小杰张嘉文刘克非

中南林业科技大学学报 2021年9期
关键词:复合材料

吴庆定,唐小杰,李 佩,张嘉文,郝 飒,刘克非

(中南林业科技大学 材料成形技术研究所,湖南 长沙 410004)

狼尾草是一类多年生高大草本植物,具有生长速度快、同化CO2能力强、生物质产量高等特点,是一类不可多得的碳汇资源,对常德市等地的“海绵城市”建设、长沙县在全国首创“零碳县”做出了重要贡献[1-4]。但这类碳汇资源如果得不到高值清洁利用或利用途径不佳,对于CO2的吸收固化只能是暂时的,会很快以多种温室气体的形式重新回到大气中,甚至给大气、水资源、土壤带来新的污染[5-7]。笔者根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》农业领域“农林生物质综合开发利用”优先主题,开展了狼尾草等草本植物类廉价碳汇资源的高值清洁利用研发工作,并取得系列成果[8-12]。

本研究为拓展狼尾草的高值清洁利用领域,丰富FDM 3D 打印耗材品种,以狼尾草纤维为基材,经改性后与聚乳酸复合,采用双螺杆挤出法制备1.75 mm 规格3D 打印狼尾草/PLA 木质复合线材,并对其制备工艺进行优化,对其组织结构形貌等进行表征,探索其在家居/办公家具摆件、汽车驾驶室用饰条/饰件、各类机电设备操控手柄等领域的应用前景。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验基材

狼尾草纤维,由采集于常德市穿紫河流域的狼尾草加工获得。首先将狼尾草除杂、晒干、切碎,然后粉碎制备成含水率为12%~15%的60目(<0.25 mm)狼尾草纤维。

1.1.2 试验辅材

聚乳酸(PLA),透明颗粒,采购于宁波环球塑料制品有限公司;氢氧化钠(NaOH),AR 级,采购于国药集团化学试剂有限公司;……

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