1. 研究目的与意义
当今的新材料领域无一不涉及微纳米技术与微纳米材料的应用。超细加工,对于金属加工领域已经进入了纳米级。而在木材加工领域,纳米技术还没有真正起步,还未直接应用于多数木材加工领域。在木材工业上,将木粉超细化后引入复合材料和高分子材料领域,新的多功能材料就随之产生,许多高新产品也会随之投入市场,其附加值会大幅增长,产生巨大的社会效益与经济效益。
不饱和聚酯树脂(UPR)是一种具有比强度高、介电性能好、耐化学腐蚀等优点的热固性工程塑料,被广泛应用于建筑、交通、电气、航空等领域。但由于UPR 存在韧性差,质脆的缺点,限制了其应用范围,所以科研工作者们开展了大量的关于不饱和聚酯改性方面的研究工作。木粉主要来源于木材加工剩余物,密度小,可再生,价格低廉,已经成为木塑复合材料常用的添加物。国外对于木粉增强UPR 复合材料的研究比较早,而国内对于此类研究还比较少。
2. 国内外研究现状分析
叶林忠等研究了纳米碳酸钙改性不饱和树脂。探讨了碳酸钙含量和钛酸酯偶联处理对不饱和聚脂性能的影响,用扫描电镜(SEM)观察了试样的断裂口形貌。结果表明,偶联剂处理的纳米碳酸钙粒子含量在4份左右时复合材料的综合性能最佳,与未加纳米粒子的材料相比,其冲击强度和拉伸强度分别提高了370%和170%。断裂面的SEM结果表明,经偶联剂处理的纳米粒子增韧不饱和聚脂的机理主要是粒子导致基体产生了塑性变形。王立新等研究了UPR/Na-MMT纳米复合材料的制备与性能,并考察了插层剂类型、有机蒙脱土加入量及离子交换量对复合材料性能的影响。结果表明,UPR/Na-MMT纳米复合材料的XRD曲线中蒙脱土晶体结构的布拉格衍射峰已经消失,说明其晶层已被UPR撑开,达到纳米级分散;复合材料的耐热性能得到明显改善,其冲击强度和拉伸强度均有较大提高。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.制备超细木粉填充不饱和聚酯复合材料样条。
2.超细木粉填充不饱和聚酯复合材料的力学性能测试,吸水性能测试,热失重测试。
4. 研究创新点
弹性体增韧UPR虽然可以大幅度提高材料的韧性,却是以牺牲材料宝贵的强度和耐热性为代价。刚性粒子增强UPR充分发挥刚性粒子独特的表面效应、体积效应和量子效应,并在聚合物中均匀地分散,可以最大限度地达到增韧增强材料的目的[1]。而纤维增强UPR具有良好的性价比、优异的加工性和力学性能以及耐化学性等,在航空、汽车、印刷集成电路等领域有极为广泛的应用。随着UPR改性技术的发展,刚性粒子和纤维增强UPR已逐渐成为UPR复合材料发展的重要方向之一。
对于不饱和聚酯复合材料,合成不饱和聚酯原料选用、增强填料的使用、纤维增强材料的选择以及纤维的表面改性等都是影响不饱和聚酯复合材料性能的主要因素。除此之外,促进剂、固化剂、添加剂的种类和含量以及复合材料的制备方法、工艺条件都会影响到复合材料的性能。考虑到环保的问题,随着纤维增强不饱和聚酯复合材料的研究发展,选用天然纤维作为增强材料以及天然纤维与玻璃纤维混合使用已经成为研究热点。
