大麻木塑复合材料的研究开题报告

 2021-08-08 14:18:06

1. 研究目的与意义

我国是一个农业大国,若能把大量的农业纤维原料充分利用起来,这将有利于改善目前资源紧张、环境恶化的状况,对人类社会实现可持续发展具有重要的经济和社会意义。

为了充分利用这一巨大的生物质资源,政府出台扶持政策,研发和推广了一些新产品,如秸秆能源、秸秆饲料、秸秆还田和秸秆作为工业原料等。

2. 国内外研究现状分析

日本、意大利、瑞士等许多国家对研究木塑复合材料越来越重视,并竞相发明了可用于挤出、压延和注射成型的各种木塑制品。如日本已发明了木粉填充PE、PP、PVC、HIPS、ABS、尼龙等的复合材料,可以在2020年以后使木材的进口率减至38%。总之,植物纤维热塑性塑料的研究近几年来发展迅速,木塑复合制品的性能得到了进一步提高。

我国对木塑复合材料技术也进行了多年的研究,并取得了一些阶段性的成果,但在如何保证拉伸、弯曲和冲击强度等物理机械性能与硬木相当的前提下,尽量降低生产成本,提高生产效率,以满足大规模工业生产的需要,一直是摆在科研人员面前的课题。

目前国内木塑复合材料的设计、制造已经达到国际先进水平,有不少产品已出口国外,中国木塑复合材料已在国际上产生了良好影响。木塑复合材料目前尚无国家标准,有关专家组建议由木塑专委会根据国外标准和国内产品的实际状况,配合有关单位制订科学合理的检验检测准则,并选择专门机构负责产品的检验事宜

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3. 研究的基本内容与计划

mape对wpc力学性能的影响。

对木粉在质量含量分别为0%、10%,20%,30%,50%的条件下,塑料基体中mape含量对wpc拉伸强度的影响研究得当塑料基体中mape质量含量为0%时,加入木粉后制的的wpc拉伸强度低于塑料基体。这是由于wpc中不含增容剂mape,木粉与塑料难以相容,导致材料力学性能降低。当塑料基体中含有mape时,随着塑料基体中mape含量的增大,wpc的拉伸强度先迅速增大,然后趋于一个比较恒定的值。这是由于加入一定量的mape后促进了木粉与塑料基体的相容性,但是,当mape含量超过某个临界值后,wpc的拉伸强度基本不再增加。这可能是因为当木粉含量一定时,木粉表面的羟基数基本为定值,所需要的与之作用的mape量也是一定的,因此,当mape含量增大到某个临界值之后,再增加mape对增容的贡献不大。同时可知,不断增加mape含量达到100%,wpc的拉伸强度始终不会出现降低的现象,这与一般文献报道的随mape含量增加,wpc的强度先升高后降低的规律有所不同。

不同木粉质量含量下,wpc的冲击强度与塑料集体中mape含量的关系,木粉质量含量为0%的曲线是塑料基体的冲击强度与mape含量的关系曲线。随着塑料基体中mape含量的增加,各种木粉含量的wpc冲击强度均逐渐减小。当木粉含量较低时,随着mape含量增大,wpc的冲击强度降低较大,木粉含量较大时,冲击强度减小的幅度较小。值得注意的是,在木粉质量含量为50%的条件下,mape质量含量超过60%后,wpc的冲击强度超过了木粉质量含量为40%的wpc的冲击强度。

从理论上分析,塑料基体中mape含量对冲击强度的影响具有双重性。一方面,mape为含有mah极性官能团,柔顺性远不如hdpe,因此,随着mape含量增加,塑料基体的韧性变差,这一因素使wpc的冲击强度降低;但另一方面,随着mape含量增加,木粉塑料界面的相互作用增强,这一因素使wpc的冲击强度升高。因此随着塑料基体中mape含量增加,wpc的冲击强度究竟是增大还是减小,取决于上述两个因素何者占主导地位。显然,在文中的实验条件下,前一因素的影响占主导地位。

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4. 研究创新点

实际实验以废弃大麻为原料,经混合改性,加压、加热捏合,特制的设备与特制的改性剂,将PE与木质填充材料相容 至一定程度,具有一定流动性后挤出,再用压力机经模具压制,极性与非极性材料相容与增强。

充分利用废弃材料循环利用,实验过程中也不会产生污染,环保健康。

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