增强型模压木塑板材的性能研究与应用开题报告

1. 研究目的与意义

木塑复合材料既能充分发挥材料中各组分的优点,克服因木材强度低、变异性大等造成的使用局限性,又能克服有机材料的低弹性模量等使用缺陷,并能改进材料的物理力学性能和加工性能,降低成本并扩大其应用范围,提高材料的附加值。塑木复合材料不但其加工原料可采用回收的废塑料和废木材,其本身也可回收再利用,对减少环境污染、减少废物排放,保护森林资源有着重要的意义。

木塑材料属于基础工业原料,可生产广泛替代木材的各种建筑装饰材料,既可节约森林资源,又可保护环境。这种材料具有比重小、强度高、耐侯耐腐、隔热绝缘等优异性能,并且原料充足,品种多样,颜色可调,质感接近于木材,维修简单,经济效益和社会效益显著。研究开发木塑复合材料是新材料领域最有代表性的成果,是现代材料工业发展的重要方向之一。因此,研制这种新型的绿色环保材料具有极其现实和深远的意义。

2. 国内外研究现状分析

由于其产品具有优良的防腐蚀、防虫蛀、防水性能和可钉、可锯的二次加工性能,加之其基本生产原料可采用回收的废旧塑料和农作物剩余物,其产品价格低廉,因此不少国家都投入较大财力进行开发。

随着木塑板的生产和应用不断扩大，特别是在使用回收废旧木材，废旧农作物和废旧塑料作为主要生产材料的工业和技术趋向成熟。目前国内外的技术集中在生产泡沫型木塑板上，主要原因是其重量轻，外观上更像实际木材。在配合技术方面,主要研究木纤维/植物纤维与塑料的配合比问题,并向纤维高比例用量发展。为了获得与木材相同的重量,同时又使其有相当的强度,正研究改进木塑复合材料的发泡工艺配方,以做到轻质高强,并降低成本。为使其与硬木材有相当的弹性模量,有人通过并用玻璃纤维来提高弹性模量。在塑料材料方面以前常采用聚氯乙烯,现在则大多数改用聚烯烃塑料,如聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯。而对于纤维的使用也正向采用长纤维与短纤维并用发展。如采用纤维长度双峰分布的办法,以长纤维提供强度,短纤维改善加工性能和制品表面外观。为满足木塑复合材料挤出技术发展需要,研究开发了复合润滑剂,使挤出更容易,并提高产品的表面光泽、质量和力学性能。此外,阻燃木塑复合材料的研究也在开发中。在工艺发展方面，木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼,再热压(或发泡压制)成平板或模压成型材。现在的生产工艺以挤出成型为主,并辅以注射成型。挤出可以单挤或复合共挤,生产工艺也实现了连续化,提高了生产效率,降低了成本。为获得较轻且感觉极似真木的木塑复合材料,且可承受螺钉和钉子,采用发泡技术产生的内压可以提供比非发泡材料更佳的表面清晰度和更光滑的表面轮廓。微孔发泡挤出技术的应用,大大节约了材料成本,且密度也降低了20%～35%。

3. 研究的基本内容与计划

本课题提出了一种由棉秆/杨木单板增强型的木塑模压板材，其克服了木材强度低和变异性等使用局限性,又克服了塑料易变形易老化不耐热等缺点。

通过对增强型木塑模压板材的静曲强度和弹性模量的测试，及其对增强型木塑模压板材的吸水膨胀的性能测试比较，分析出这种增强型板材的市场优势与经济前景。

4. 研究创新点

本课题提出了一种新型模压木塑板材的制作，通过木材/棉秆与塑料/木塑的复合,明显改善板材的物理性能与化学性能,使之在市场上更具应用前景，从而减少实木的运用，对木材资源的充分利用具有重要意义；木塑复合材生产工艺简单,设备投资少,原材料来源广泛,特别适合于现有木材加工厂生产及农作物废弃物处理厂的生产；木塑复合材应用于的行业开阔,使用范围广,市场前景广阔,因而其生产具有较好的经济效益。