木塑复合材料的注射成型研究(2)开题报告

 2021-08-08 14:08:03

1. 研究目的与意义

木塑复合材料(WPC)是由木纤维以及植物纤维填充、增强得到更佳的改性热塑性或热固性塑料,兼顾木料成本低廉和塑料性能优越的特点,一般通过挤出或模压成型为型材、替代木材以及塑料。WPC可以充分的利用农业、林业等的废弃物作为原料本身也可以回收再利用,因为其绿色环保所以被世人看好。其力学性能良好,不怕虫蛀,耐强酸强碱而且它不易产生真菌。

WPC的工业化生产包括注塑、挤出和模压等,其中注塑成型加工是一个比较新的加工的研究方向。注射成型有其显著的优点例如,生产时候的效率高、速度快,而且它也能形成复杂的形状。WPC具有木材一样的可加工性能又具有和塑料相似的性能如,抗老化的能力以及阻燃的效果。此外它所具有普通的塑料所不具有的其他的优点,如色泽好,质感优良,密度低等,还有就是可锯,可钉的加工性能。注射级的WPC它处于高温的时候流动性能优异,还具有很好的加工性,成本低,材料的具有很好的柔韧性和强度,可以用来广泛的生产形状比较复杂的制品。

2. 国内外研究现状分析

上世纪90年代以来,美洲北部以及欧洲一些国家和亚洲的例如日本、韩国这些国家进行了对wpc的大量研究。在环保意识增强的美国, 从事建筑行业的人们开始寻找一种类似于木材性能又有光泽强度,韧性各方面更加优越的材料。对于韩国和日本而言, 废弃的纸和木材的回收再利用成为了首要关注的事,这也就加快了对于wpc的研究进展。虽然对wpc早期了解探索已经发展了几十年, 但是拥有巨大应用前景的wpc这样的材料仍然是市场所大量需要的。已经有很多的国家投入大量的人力物力加快对于wpc的开发研究, 所以对于wpc的研究已然成为社会的热潮。北美以及欧洲早在2002年对于wpc的需求就已经达到68万t,远高于同期塑料工业的总体增长率.

这些年以来国内对wpc的研究也逐渐增加。我国森林资源是相对缺乏的,由于本身的储藏量小,自身的产量不足以满足人们的需求。除此以外,从1998年2月开始,欧美等国开始对我国出口的一些含有木质材料的产品进行疫情监测,强烈要求进行提前的杀菌处理, 不然就拒绝入境。这样的遭遇使得我国加快了对于木塑这类材料的研究。

目前,wpc注射成型的技术已经被广泛的应用,并且通过不断的改善注塑技术条件以及原料等,木塑类的制品已经渐渐的成熟完善起来,虽然对于wpc的研究已经进行了很多,但是广泛运用于市场运作的还是比较少的。就像在德国的汽车制造行业中,平均几乎每年消耗5万t wpc,起重工只有1%的进行了注射成型。例如principia(美国一家研究机构)的统计, 注射成型木塑制品的销售量在整个wpc制品中(不包括模压成型制品)仅占3%。而principia预计, 注射成型木塑制品在近两年内将以年均70%的增长速度向前发展。

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3. 研究的基本内容与计划

实验步骤:

1.木质纤维预处理

2.木质纤维,添加剂和基体混合

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4. 研究创新点

(1)利用挤出成型原理,制备聚丙烯木塑复合材料原料;

(2)利用塑料注射成型的基本原理,对聚丙烯木塑复合材料的注射成型工艺进行摸索,找出温度工艺参数对木塑复合材料的影响;

(3)利用万能试验机,冲击强度试验机和接触角测试仪,对注射成型的产品进行性能测试。

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