木材塑料加工答辩.ppt

亚临界水挤出法制备HDPE木塑复合材料的研究,主讲人：方清指导老师：张玲,目录,课题背景实验方案实验数据与分析,课题背景定义,木塑复合材料（Woodplasticcomposites，WPC）是将木屑、竹屑、稻壳、麦壳、麦秸、花生壳、大豆壳、甘蔗渣等低值或废弃的生物质材料破碎后，以纤维或粉末的形态作为填料添加到高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等热塑性塑料中，利用传统的塑料加工工艺，通过挤出、热压、注塑等加工方法制备的一种新型材料。在美国材料试验协会标准（ASTM）中给出的定义是“一种主要由木材或者纤维素为基础材料与塑料（也可以是多种塑料）制成的复合材料”。亚临界水在适度的压力下,将水加热到100以上临界温度374以下的高温,水体仍然保持在液体状态,它的极性会随温度变化而改变,这种水称为亚临界水。,课题背景特点,木塑复合材料具有实木材料的木质感和塑料基体的耐候性、耐微生物性的优点，而且成本低廉、可回收再次加工。与木材相比，其同向性、耐候性和尺寸稳定性好，产品不怕虫蛀、不腐朽、不易吸水和变形，机械性能好，更耐用。与塑料相比，其刚性提高和热伸展性降低，加工性能好，具有木材的二次加工型，可刨、可铣、可切割、用钉子或螺栓连接固定，表面易于装饰，可以印刷、油漆、喷涂、覆膜等，环保性能好。,课题背景意义,使用WPC可以替代部分实木材料，可有效地缓解森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾，体现绿色环保的理念。在全球森林资源日益枯竭和生态环境严重恶化的背景下，低碳减排的要求日益严峻的背景下，WPC作为一个新兴的绿色环保的产业，各国政府都出台了一些文件和指导性意见，将发展循环经济、加快WPC产业的建设列为可持续的发展的重要方向。2002年该项研究工作被列入中国科学院2002高技术发展报告2003年，国家发改委将木塑复合材料列入“国家高技术产业化新材料专项项目”,课题背景,木塑复合材料当下急需解决的问题主要有三个：一、木纤维与树脂基体之间的相容性，由于木粉含有大量羟基、醇羟基，所以具有极强的极性，但是HDPE为非极性共聚物，所以导致它们两者很差的相容性二、木纤维在树枝基体中的分散性，由于羟基间易形成氢键，木纤维之间的作用力很强，导致木纤维在树枝基体中的分散性不好三、填料和高分子材料的降解性，加工成型时填料易降解变色，同时高分子材料也会热降解,亚临界水,亚临界水的性质一、粘度低，传质阻力小，扩散性能好，热容高，反应体系温度更易均匀二、具有与有机溶剂相接近的介电常数，对大部分有机物有很高的溶解能力三、高温高压下，水的离子积为310-5，比常温常压下的值10-7增加了近300倍，因此，亚临界水显示出酸的催化调节功能；此时，水具有更高的反应活性，对树脂分子链的破坏性增强，并且由于键接纤维素分子的-1，4-糖苷键对酸敏感，因此，亚临界水可以降低纤维素的聚合度，促进纤维素的均匀分散，进而提高整体性能,实验方案,未改进工艺方案螺杆各段温度为：140，150，155，155，140；木塑比为6/4由于木粉含量过多，在进行亚临界水挤出时，出现严重的返料现象从而导致实验无法进行，改进工艺方案各螺杆温度不变，将木塑比改为4/6，并进行试验，但实验过程当中发现，仍然会有返料现象。最终工艺方案改变螺杆温度为：160，150，155，155，155，木塑比不变为4/6,实验方案,将木粉在烘箱中于100干燥2-3小时；再将之与HDPE混合均匀，挤出造粒：160、150、155、155、155，螺杆转速：120r/min；混炼：于165左右，在双辊开炼机进行二次混炼，并保证每个配方的混炼时间基本相同；压片：165，10min，压力10MPa，卸模后，在冷板上保压10min，压力50MPa；制样并进行性能测试。,实验方案,实验流程,实验数据与分析,实验数据与分析,实验数据与分析,实验数据与分析