改性剂对木塑复合材料性能的影响研究报告

-.z改性剂对木塑复合材料性能的影响研究ImagePostedby--on11/07/0604:27PM,updatedon07/29/0809:40AM许民李坚摘要：采用木纤维分别与PE、PS、ABS、SAN等制成木塑复合材料，研究了不同改性剂对木塑复合材料性能的影响，结果说明：改性剂的参加能使木纤维与塑料很好地交接，改性剂不同对复合材料的性能产生不同的影响，木塑复合材料既保持了木质材料原来的优良品质，又具有塑料的一些性能，其防水性、尺寸稳定性、力学强度等均有较大改善。

关键词：木纤维，热塑性高分子聚合物，木塑复合材料，改性剂，力学性能ResearchofModifiers’EffectonthePropertiesofWood-polymerposites*uMin

LiJianAbstract:Wood-polymerposites(WPC)werepreparedfromwoodfiber,PE,PS,ABS,SAN.Theeffectsofdifferentmodifiersonthemechanicalofthepositeswerestudied.TheresultsshowedmodifierscanmakethebondstrengthbetweenwoodfiberandpolymerbetteranddifferentmodifiersproducedifferenteffectsonWood-polymerpositesproperties.positeshavetheadvantagesofbothwoodfiberandpolymer.Inaddition,itimprovesposites’waterproof,dimensionalstabilityanddynamicstrength.

Keywords:woodfiber,thermoplasticpolyester,wood-polymerposites,modifier,themechanicalproperties

木塑复合材料〔Wood-polymerposites〕是由木材和塑料通过一定的工艺复和而成的材料，简称WPC，它具有硬度大、强度高、耐磨、美观、尺寸稳定性好等优点。WPC自20世纪60年代问世以来，一直备受各国学者和企业界的重视，特别是近几年来，由于高分子材料工业的迅猛开展，废旧塑料的回收利用已成为不可无视的问题。另外，森林资源日趋匮乏，林产品的本钱、尺寸稳定性等问题，也迫使人们不断加强对木塑复合材料的研究。有关专家指出，21世纪木材产品的优先开展领域之一，就是提高附加值的适应于不同场合的木塑复合材料。如何提高木塑复合材料的产品质量、降低本钱、改善操作条件，对废旧塑料回收利用和速生劣质木材应用的开发有重要意义。

1试验材料与方法

1.1试验仪器

高速涡流多用磨粉机，50t试验预压机，100t试验热压机，自制旋转拌胶机，AG-10TA岛津万能试验机，LJ500型抗*力试验机。

1.2试验材料

木纤维、塑料〔PE、PS、ABS、SAN〕、过氧化二异丙苯、异氰酸酯胶、丙酮。

1.3试验方法

木纤维的处理

用搅拌机将木纤维打碎，并枯燥至含水率为15%，用薄膜塑料袋密封，备用。

1.3.2塑料的处理

用高速涡流多用磨粉机将塑料粉碎，由于粉碎后的塑料体积大小不一，很难和木纤维混合均匀，故分别用20目、34目筛子筛出，使其体积大小均一，能够得到均匀的塑料、木纤维混合物。

1.3.3板坯的制备

先将木纤维投入到旋转式拌胶机中，喷入过氧化二异丙苯或丙酮和异氰酸酯胶配比的溶液，旋转数圈后再参加20目或34目塑料，使其充分混合均匀，把均匀的混合物利用手工铺装成320mm×340mm的疏松板坯，然后在室温状态下进展预压，预压压力为1Mpa，时间30s。然后取出放入热压机中进展热压，热压压力〔高压12MPa，低压4MPa〕，热压时间〔高压4min，低压6min〕，热压温度控制在175℃。为防止塑料熔融时发生“粘板〞现象，用耐200℃的高温聚酯膜〔0.1mm厚〕贴于板坯外表，复合板最终厚度控制在11mm。

1.3.4检测方法

将热压制成的复合板锯制成320mm×50mm的长板五块，并编号。取第2、4块并锯制成50mm×50mm的试件八块，编号后，前三块测内结合强度，4、5、6块测板的静曲强度和弹性模量，后两块测吸水厚度膨胀率。

2结果与讨论

2.1木纤维与不同塑料及偶联剂的配比对内结合强度的影响

木纤维主要含有纤维素和木质素，可用物理、化学方法如：涂覆处理，动态交联和粉末胶增韧等进展改性。本文用不同偶联剂对木纤维进展外表处理，诣在改善木纤维与塑料的相容性，提高二者的粘接性能，材料的内结合强度如图1所示。木纤维直接与各种非极性塑料填充复合时，因二者的极性相差太大，二者间粘接效果太差，复合材料的内结合强度几乎为零。在参加偶联剂后，内结合强度

2.2木纤维与不同塑料及偶联剂的配比对静曲强度与弹性模量的影响

从图2、图3可以看出，在参加偶联剂后的复合材料由于参加塑料品种的不同，可见，无论参加哪种偶联剂，大多数到达了MDF标准要求，而且，SAN和ABS的静曲强度和弹性模量均高于其他塑料制成的复合材料，。这说明ABS不管用何种偶联剂，都能和木纤维很好的交联在一起，这主要是由于其构造所决定。

2.3木纤维与不同塑料及偶联剂的配比对吸水厚度膨胀率的影响

从图4可以看出，除了木纤维与PS混合成型的木塑复合材吸水厚度膨胀率平均值很大外，其它的都变化不大，而且根本到达中密度板国家标准所要求的值。这说明木纤维与PS混合成型的木塑复合材的木材吸湿特性最突出，木纤维中仍存在着游离羟基，使吸水后的厚度明显增大，尤其是异氰酸酯胶的参加并没有很好地起到偶联作用。而其它如PE等和木纤维混合成型的木塑复合材通过偶联剂作用，降低了木纤维的极性，使吸水厚度膨胀率平均值变化不大。

3结论

木质材料是一种不均匀的各向异性天然高分子材料，因此界面特性十分复杂。由于试验中所使用的木纤维是由纤维素、半纤维素和木素等主要成分组成的混合纤维，其中含有大量的极性羟基和酚羟基官能团，其外表表现出很强的化学极性。为了和非极性的塑料界面之间具有良好的相容性，在试验中参加了偶联剂，从试验得出无论参加那种偶联剂，其吸水厚度膨胀率降低，说明这种复合材料有一定的拒水性。但是单纯只参加过氧化二异丙苯时，板材的静曲强度、弹性模量和内结合强度都未得到很好的改善，因此要考虑其他工艺条件的影响，使用异氰酸酯胶局部提高了复合板材力学性能。参考文献[1]杨文斌，*一星，李坚，*显权．木刨花与再生塑料复合材的物理力学性能．**林学院学报，2002，22(4)

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