1. 研究目的与意义
木塑复合材料是木质纤维素纤维材料与各种不同塑料通过不同的复合手段所形成的一种新型复合材料,广泛应用于建筑业汽车工业包装及运输业等领域。木塑复合材料在使用过程中大多采用机械连接,从而对制品的外观会产生影响;而采用胶接不仅能得到无缝连接的木塑复合制品,减轻制品的重量,还能克服木塑复合材料成型工艺的局限,丰富木塑复合材料的品种。然而,作为木塑复合材料典型代表的木粉/聚乙烯复合材料由于加工工艺的影响使其表面以非极性的聚乙烯为主,其表面能极低,难于粘接,只有对其进行表面处理才能实现胶接。作为常见的表面处理方法,等离子体技术是利用电离的气体作用于材料表面从而实现表面改性的处理方法,其主要优点是反应清洁,极短时间内就能达到处理效果。 木材工业是以木材为主要原料的产业,木材利用的基本过程可归纳为木材的分割、准备、重新排列、结合、修饰等若干环节。木材工业产品的基本结构单元为原木、方材、板材、各种单板、各种刨片和刨花、木屑和木粉、各种纤维及纤维素,在产品生产过程中使用各种化学品(包括功能性添加剂和过程控制性添加剂等)制成整体板材。以木材为原料的行业存在环保、节约和功能三大基本问题,作为木质复合材料/人造板产品的补充与升级,木塑复合材料("woodplasticcomposite,缩写wpc)具有应对这些问题的优势。
木塑复合材料(wood-plasticcomposites,wpc)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的树脂胶粘剂,与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。
近年随全球资源日趋枯竭,社会环保意识日见高涨,对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下,木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点,克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性,又能充分利用废弃的木材和塑料,减少环境污染。目前,提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注。
2. 国内外研究现状分析
国内研究进展
雷文等研究了高密度聚乙烯/木粉复合材料在70℃条件下的热氧老化,对老化前后力学及热性能进行了对比,发现老化过程中木塑复合材料各项力学性能均出现一定的提高,熔融温度也发生了一定变化。任超研究了竺麻/聚乙烯复合材料热氧老化及机理,发现在90℃条件下,复合材料的弯曲强度和冲击强度在前1000小时均出现了提高,熔融指数也出现了不同程度的改变;在三种抗氧剂bht、1010a和1076中,1010a对于提高复合材料老化弯曲强度的效果最好,而1076对于提高复合材料老化冲击强度的效果最好,三种抗氧剂在老化过程中都能提高复合材料的熔融温度与表面张力。
国外研究进展
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
1.对聚乙烯木塑复合材料的制备方法进行探索,找出最佳的配方组成和工艺路线。
2.利用双螺杆挤出机、双辊炼塑机等设备对木粉与聚乙烯进行共混。
4. 研究创新点
1.利用双螺杆挤出机、双辊炼塑机等设备对木粉与聚乙烯进行共混。对木塑复合的工艺进行摸索,找出最佳的温度、压力、螺杆转速、牵引速度、喂料速度等工艺参数。
2.研究偶联剂、增韧剂以及填料等添加剂对聚乙烯木塑复合材料性能的影响
