TPE在木塑复合材料增韧改性中的应用研究开题报告

 2021-08-08 12:08

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、稻杆粉等和塑料如(PE、PP、PVC等)为主要原料,并加入适量添加剂共混,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、可锯,且吸水率低,不虫蛀,耐腐蚀性优于木材,并可以像塑料一样回收利用,是一种优良的绿色环保材料。

但是,使用植物纤维和塑料共混最大的问题就是制成的复合材料具有较差的冲击强度和拉伸强度,因此提高木塑复合材料的力学强度,尤其是冲击强度对于扩大木塑复合材料的使用范围具有极其重要的作用。

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2. 国内外研究现状分析

1.增韧改性的研究为了提高填充聚合物复合材料的韧性,李玉林等人曾提出了四种方法:(1)增加聚合物基体的韧性;柔性增韧:一般柔性增韧材料为弹性体(橡胶、热塑性弹性体),加入到复合材料中,材料的冲击性能极大提高,但是复合材料的固有缺陷(刚度、强度等)却极大降低,成本明显提高。

刚性增韧:向复合材料加入刚性粒子(有机)后,复合材料会发生变形(冷拉),从而吸收能量提高韧性;向复合材料加入刚性粒子(无机)后,复合材料发生脆变和结晶 (在无机粒子作用下),从而提高复合材料韧性。

纳米增韧:复合材料加入纳米粒子,纳米粒子能和聚合物产生各种效应(体积、表面量子尺寸等),进而与高聚物产生极强的界面作用,从而提高复合材料性能。

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3. 研究的基本内容与计划

查阅文献,根据TPE(热塑性弹性体)增韧改性木塑复合材料的原理,对文献中关于TPE增韧木塑复合材料的工艺和配方进行归纳总结,选择合适的TPE(聚烯烃类热塑性弹性体、或聚氨酯类热塑性弹性体、或苯乙烯类热塑性弹性体),利用双螺杆挤出机、双辊炼塑机等设备与木粉、塑料进行共混。

研究TPE的种类、添加量、复配对木塑复合材料强度的影响,探索出合适的增韧改性配方。

利用注塑机或挤出机对木塑复合材料进行成型加工,制备标准测试样条。

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4. 研究创新点

木塑新材料既保留了木材在加工性能方面的优势,又克服了木材不耐用的缺陷,它废弃后能重新利用,原料廉价丰富,可回收,减少环境污染,保护森林资源,是一种全新的绿色环保材料。

作为新兴环保材料,WPC受到了诸多赞誉,社会的进步使得人们对木塑复合材料提出更高的要求。

但WPC较差的韧性限制了它的应用范围。

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