木质纤维/聚烯烃复合材料的制备及其性能研究开题报告

全文总字数：4050字

1. 研究目的与意义

近些年来，严重的生态环境问题和资源危机一直困扰着全世界各个国家，引发了全世界各国对与可持续发展经济的研究热潮。全球的森林资源日趋枯竭、社会环保意识日见高涨，回收利用成本低的废旧木材的塑料成为全世界各国普遍关注的问题，要求限伐森林的法令不断颁布，对木材的应用也提出了更高的要求。在这种背景下，许多能满足环保要求的新材料不断涌现，其中木材-热塑性塑料复合材料（木塑复合材料wood-polymer composites，wpc）就是一种很有发展潜力的新型材料，受到了人们的广泛关注。

wpc是一种新型绿色环保型复合材料, 是将一定比例的木纤维（如木粉、秸秆粉等）经过预处理使之与热塑性聚合物树脂或其他材料结合而成的复合材料。基体主要采用热塑性塑料,如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)等。木质纤维材料和塑料的有机结合使wpc既具有木质纤维材料的高强度和高弹性又不会像木材那样产生裂缝和翘曲变形；且具有塑料的高韧性和耐疲劳等优点，同时兼有热塑性塑料的良好加工性，硬度比塑料高，是一种既似木材又优于木材的新型代木材料。

如今，木塑复合材料已成为以各种不同塑料为基体，各种木质纤维材料为填料复合而形成的新型复合材料。基材塑料可以采用废弃的塑料，可将产生污染环境的废旧塑料充分地利用起来，很好地化解塑料产品废弃后而带来的环境问题。wpc主要的填料组成也不仅限于木材或木质材料，其他木质纤维材料也逐步进入wpc的研究范围。木质粉料可采用加工木材制品的边角料，也可采用各种农林废弃物（如麦秸、棉秆、亚麻秆、稻壳等）加工而成。因此，wpc的广泛应用可以减少塑料废弃物丢弃以及农业废弃物焚烧给环境带来的污染，既有利于保护森林资源和环境，又可增加农民收入。wpc是一种绿色环保和对环境友好的产品，wpc的生产和使用不会挥发出对周围环境有害的物质，材料本身还可以进行回收并且二次利用。

2. 国内外研究现状分析

ichazo等研究了木粉的处理及偶联剂对木塑复合材料力学性能、微观结构、热性能及熔体流动速率(mfr)的影响。结果表明:氢氧化钠浸渍处理木粉可以改善木粉在树脂基体中的分散性，而硅烷偶联剂和mapp的加入不仅使分散性得到改善，而且提高了界面相容性，使复合材料的拉伸强度得到一定的提高。

adrian等制备了pp/木粉复合材料，比较了用马来酸处理木粉和直接加入马来酸酐接枝聚丙烯对材料性能的不同影响，结果表明两种方法都能提高木粉在材料中的分散性，而mapp的加入提高了材料的抗蠕变能力。

mehdi等研究了几种不同的天然纤维填充pp复合材料，吸湿性研究表明废旧报纸复合pp的吸水性高于木粉和木纤维/pp复合材料，作者认为木纤维的低吸水性是因为与树脂基体具有较好界面相容性。

3. 研究的基本内容与计划

（1）归纳总结木质纤维/聚烯烃复合材料的制备工艺，并拟定自己的实验方案。

（2）利用高速混合机对木质纤维、聚烯烃树脂、填料以及添加剂进行初混合。

（3）利用双螺杆挤出机、双辊炼塑机等设备对木质纤维、聚烯烃树脂、填料以及添加剂进行共混造粒。对挤出工艺进行摸索，找出最佳的温度、压力、螺杆转速、牵引速度、喂料速度等工艺参数。

4. 研究创新点

木塑复合材料微观形貌分析

利用扫描电镜获得木塑复合材料断面扫描图,观察：

（1）木粉是否能被树脂基体充分包覆；