不同树脂基木塑复合材料的性能对比研究开题报告

 2021-08-08 14:06:44

1. 研究目的与意义

木塑复合材料(wood plastic composites, 简称wpc)又称为塑胶木、环保木、日本的爱因木,从一般的意义上来讲, wpc是指木材或木质材料与塑料通过不同的复合手段所形成的一种复合材料。但是,随着近几年来木塑复合材料研究的发展,其主要的原料组成已不仅限于木材或木质材料,各种其它木质纤维素纤维材料的采用也逐步进入木塑复合材料的研究范围。因此,从更广泛意义上讲,wpc已成为以各种木质纤维素纤维材料为基本体,利用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等各种塑料,代替通常的树脂胶粘剂,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。由于其加工方便、耐腐蚀、可回收再利用、生物降解等特点,目前主要应用于建材、包装材料、家具、轿车内饰基材等行业。木塑复合材料综合了植物纤维和高分子材料的诸多优点,能大量替代木材,可有效缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾,同时它也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题,是一种极具发展前途的低碳、绿色、可循环、可再生的材料。

木塑复合材料是近年来广泛应用的新型环保材料,兼有木材和高分子材料二者的优点,高分子材料抗菌性强,因此木塑复合材料比木材耐腐蚀。但实际应用中发现在一定的温度、湿度环境下,木塑复合材料仍会受到霉菌腐蚀,腐蚀后表面会形成菌斑或材料力学性能下降,大大缩短了木塑复合材料使用寿命。另一方面,木塑复合材料也会受到化学物质的腐蚀,使wpcs的推广和应用受到很大限制,妨碍了木塑复合材料行业的快速发展。因此,研究不同木塑复合材料的耐腐蚀性能对推动木塑复合材料的发展有着十分重要的意义。

通过本次课程设计,能够掌握中英文文献查阅方法和技巧,并具备对文献进行整理归纳的能力,熟悉不同树脂基木塑复合材料性能的对比研究测试方法。利用科学方法,将废弃可回收塑料进行木塑复合从而循环再利用,不仅符合保护环境的主题,而且能将木塑新型复合材料巧妙运用到人们的生活中。

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2. 国内外研究现状分析

木塑复合材料(wood plastic composites, 简称wpc)又称为塑胶木、环保木、日本的爱因木,从一般的意义上来讲, wpc是指木材或木质材料与塑料通过不同的复合手段所形成的一种复合材料。但是,随着近几年来木塑复合材料研究的发展,其主要的原料组成已不仅限于木材或木质材料,各种其它木质纤维素纤维材料的采用也逐步进入木塑复合材料的研究范围。因此,从更广泛意义上讲,wpc已成为以各种木质纤维素纤维材料为基本体,利用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等各种塑料,代替通常的树脂胶粘剂,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。由于其加工方便、耐腐蚀、可回收再利用、生物降解等特点,目前主要应用于建材、包装材料、家具、轿车内饰基材等行业。木塑复合材料综合了植物纤维和高分子材料的诸多优点,能大量替代木材,可有效缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾,同时它也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题,是一种极具发展前途的低碳、绿色、可循环、可再生的材料。

随着国内的经济快速发展以及对原木保护意识的增强,木塑复合材料开始慢慢走进我们的生活,起初主要用于公园的凉亭、露天走廊,垃圾桶等等,如今已开始作为一种高档材料慢慢被人们接受木塑地板,木塑地板较木质地板来说具有以下特点:耐腐蚀、易加工、可回收再利用、能生物降解等等,这也是人们开始重视木塑复合材料的原因之一。然而西方国家相比我们国家来讲,木塑材料运用方面则比较广泛,基本上代替了大多数的原木质材料,或是做工艺品;或是做家具;或是做房屋;或是做航空材料等等。显而易见,木塑复合材料在我国被人们认可的熟知度还不够高,人们心里最底层实木理念还比较浓厚,对塑料的接受能力还有待提高。由于互联网 行业的兴起,物流快递、外卖对于包装材料的需求量越来越大。作为外卖店家当然主要考虑小成本,大利润,以及响应消除白色污染的号召。那么曙光来了木塑复合材料便成为了21世纪包装材料的新宠。

在国外,植物纤维复合材料由于具有较高的力学性能、比硬度、比强度、吸音性能等优点,现已广泛应用于建筑业、汽车工业、运输业、航空业等,如制成具有天热木质颜色及文理的仿木饰材料。而国内,目前正逐步应用于园林景观凉亭、楼梯踏板、工艺品、包装材料等方面。

聚乙烯(pe)是一种无毒、质轻、具有优异的耐化学腐蚀性和电绝缘性的热塑性聚合物,广泛应用于电器工业、化学工业、食品工业、机器制造业和农业等方面。pe 树脂的产量自 20 世纪 60 年代中期以来一直高居世界塑料产量的首位,常见的品种有高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)以及线形低密度聚乙烯(lldpe),性能各有不同,其中hdpe 在木塑复合材料的应用最为广泛。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:(1)对木塑复合材料的结构与性能进行总结;

(2)对不同树脂基木塑复合材料的结构与性能进行总结;

(3)制备不同木塑复合材料试样条:分别选用不同目数的木粉,与不同种类的树脂进行复合制备木塑复合材料试样条及一定数量的纯塑料试样条。

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4. 研究创新点

(1)选用100目的木粉,分别与pp聚丙烯、abs、pla聚乳酸、hdpe高密度聚乙烯、lldpe线性低密度聚乙烯复合,测其木塑复合材料的性能进行对比

(2)将pp于lldpe按100:0、80:20、60:40、40:60、20:80、0:100混合制成复合材料,然后再与木粉复合,测其性能。

(3)通过第二组的实验,研究混合材料效果如何,pp可以保证刚性,lldpe保证韧性,所以这样创新有利于研究出新型的木塑复合材料在生活中较好的应用。

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