聚丙烯木塑复合材料的制备与性能研究（2）开题报告

全文总字数：1440字

1. 研究目的与意义

木塑复合材料(wpc)是以植物纤维(如木粉、竹粉、糠粉、稻轩粉等)和塑料(pe、pp、pvc等)为主要原料，并加入适量添加剂，用挤出成型法或其它成型法制成的类似于木材特性的型材或异型材，其产品主要用作木材的替代品。wpc具有一系列优点，如像木材一样可刨、可钉，且吸水率低，不虫蛀，耐腐烛性优于木材，并可以像塑料一样回收利用，是一种优良的绿色环保材料。

我国是一个木材资源极其贫乏的国家，目前，我国森林覆盖率仅为12.7%，人均森林蓄积量仅为世界人均蓄积量的12.5%，因此，我国的天然木材供应十分紧张。近两年，我国木材年总用量己超过3亿立方米，但其中1.4亿立方米却需要依赖进口，因此，我国对木材替代品的需求量相当大。wpc是一种性能良好的新型天然木材替代品，发展wpc对于缓解我国天然木材日趋紧张的压力具有重要的意义。另一方面，在欧美发达国家对废旧塑料的回收率高达80%，最低的国家也达到30%。我国对废旧塑料的回收率仅为15%，塑料制品的发展远远快过废旧塑料的回收，这就使得散落在自然界中的塑料废弃物破坏了环境的生态平衡，引起白色污染。由于wpc的主要原料是农林废弃物和废旧塑料，因此，发展wpc对于农林废弃物和废旧塑料的综合利用和治理白色污染具有重要的意义。

木塑复合材料作为一种新的材料，是天然木材的替代品，这种复合材料不但结构尺寸稳定，而且在力学性能、抗张和抗冲击性等方面都具有自身的优势，蕴含着极大的潜力。木塑复合材料的形成过程是一个多因素复杂的过程，材料的力学性能受到复杂因素的影响，其复合方式、工艺参数和原料的选择都直接决定着其力学性能的好坏。随着木塑复合材料的的发展，对木塑复合材料的复合方式、工艺参数、原料选择的研究也正在不断的深化。为了合理地使用木塑复合材料，拓展其使用范围，必须准确地掌握木塑复合材料的力学性能。由于缺乏对木塑复合材料系统的研究，很难从理论上给出复合方式和工艺参数对材料力学性能的影响。因此，我们有必要对木塑复合材料的加工因素对材料力学性能的影响做进一步的研究。

2. 国内外研究现状分析

20世纪70年代，意大利的bausano公司和icmasangiorgio公司米用异向锥形双螺杆挤出机将50%木粉和50%pp混合，生产了pp-wpc板材，这是全世界最早制得的木塑复合材料产品。1983年，美国woodstock公司采用意大利技术生产了pp-wpc汽车内衬板材，并最终被用于福特汽车，该产品今天已经在汽车工业得到了广泛应用。20世纪90年代，wpc产品进入了快速产业化的阶段，但当时的产品主要用于包装箱、托盘等，产品附加值较低。本世纪初以来，wpc开始逐渐广泛用作随加值较高的室内外装饰材料，pp-wpc的发展也因此而上了一个台阶，其中一个典型的代表就是日本著名的爱因木(pp-wpc)作为地板和装饰材用作室外装饰材。

20世纪70年代以来，国外对wpc进行了大量的相关研究，例如:

fingdaan等人用马来酸酐接枝聚丙稀(mapp)作为相容剂，对pp和麻纤维界面进行处理。结果表明，用mapp处理过的复合材料，其拉伸强度和冲击强度均明显高于未处理过的。

timothya等人采用马来酸(ma)来处理木粉和加入马来酸酐接枝聚两烯(mapp)对pp-wpc性能的影响。结果表明，两种方法均能提高木粉在材料中的分散性，但在材料的抗螺变性能上，加入mapp的效果更加显著。

3. 研究的基本内容与计划

本文研究工作主要分为三部分,具体如下：

(1)成型设备方面：自行设计制备pp基木塑复合材料。

(2)pp/木粉复合材料注塑成型工艺的研究：主要研究工艺参数(如注射速率、注射压力、机筒温度、模具温度等)对pp基木塑复合材料注射成型的影响，在此基础上总结出适用于pp基木塑复合材料注射成型的工艺参数。

4. 研究创新点

1.利用双螺杆挤出机等设备对木粉与聚丙烯进行共混。对木塑复合的工艺进行摸索，找出最佳的注射速度、注射压力、机筒温度、冷却时间等工艺参数。

2.研究偶联剂、增韧剂以及填料等添加剂对聚丙烯木塑复合材料性能的影响。