溶胶-凝胶技术改性杨木木粉表面工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

本课题采用溶胶凝胶法，通过在木材细胞表面或内部引入硼酸溶胶，使之与细胞壁表面的羟基形成共价键或氢键，从而减少木纤维细胞表面的极性基团，从而提高木粉与树脂之间的相容性 ,使异质材料在复合过程中容易分散融合 ,达到界面相容。

2. 国内外研究现状分析

木材与热固性塑料复合材料可追溯20世纪早期，早期的商品复合材商标为Bakelite ,是由酚醛树脂和木粉复合而成 。1916年用作变速器的球形柄是这种复合材的第一个工业用途。复合材料在欧洲生产较早 。 在美国WPC, 有数十年历史 ,近年来有了巨大的增长 。利用植物纤维与树脂进行复合的研究具有较长的历史。

20世纪80年代以来，国外一些学者从事了PVC/木粉研究，如加拿大的B.V.Kokta等人研究了不同的植物纤维表面改性方法对复合材料性能的影响，他们进行了包覆乳胶或接枝上聚合物/乙烯基单体，也可添加各种分散剂(如硬脂酸或酐)及偶联剂(马来酸酐、亚油酸等)。大多数情况下复合材料的机械性能得到了提高，其中接枝是最有效的改性方法，偶联剂比分散剂的效果好，亚油酸被认为是最合适的偶联剂。加拿大多伦多大学的 ChulbPark、LaurentM等人的研究表明:氨基硅烷偶联剂处理木粉表面比较有效，其界面接触角提高，表面张力降低，木粉表面由亲水变为疏水，增强了木粉与树脂的联结强度。

国内在植物纤维与热塑性塑料复合材料的开发方面与国外差距还很大，但也做了不少工作。浙江大学的方征平等人研究了乙烯一丙烯酸共聚物(EAA)对线型低密度聚乙烯(LLDPE)/木粉复合材料力学性能的影响，并与其他几种弹性体的影响进行了对比。发现EAA对体系有良好的增容作用，能明显提高材料的拉伸强度和冲击强度。四川大学的杨鸣波等人使用了一种含酯键的表面活性剂处理秸秆粉，制备秸秆 /PVC木塑复合材料，研究结果表明秸秆 /PVC复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随秸秆含量增加下降，但下降幅度较小。所选的处理剂对复合材料的力学性能及加工性能有较好的改善作用。

3. 研究的基本内容与计划

1、3月1日~3月14日在查阅大量文献的基础上设计合理的技术路线和实验装置。

2、3月15日 ~3月30日研究溶胶的制备条件对复合材料结构的影响。

3、4月1日~4月15日研究复合材料制备的条件对其结构的影响。

4. 研究创新点

采用溶胶凝胶法改变木纤维表面的极性，从而改变它的接触角，使之与各类树脂相容性增大。