木粉高填充改性聚丙烯再生料的研究

木粉的改性方法对聚氯乙烯／木粉复合材料性能的影响摘要为了改变木粉/PVC的加工性能，加入PVC中的木粉用氨基硅烷、三聚腈胺和乙酸酐处理，评价了木粉的处理对水的吸收和材料机械性能的影响。

用低分子量含有氨烃基官能团的硅氧烷和三聚氰胺在适当的浓度下处理的木粉以及乙酰化的木粉复合材料表现出平衡含水率下降和较小水吸收速率，用氨基硅烷处理的木粉复合材料拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度有相当大的改进。

复合材料强度和伸长率的增加是由于化学结构和使用的氨基硅烷的浓度决定的。

关键词：界面，聚氯乙烯，复合材料，可再生资源，机械性能前言在过去的30年间，对木塑聚合物（WPC）做了大量的研究。

由于木粉粒子的几何形状，木粉作为填料或是补强剂被用来改善特定的复合材料的性能，主要用于聚烯烃为基料的基体中。

聚氯乙烯具有较高的硬度、耐蠕变性、耐候性和阻燃性。

因此，以聚氯乙烯为基料的复合材料主要被用在建筑结构领域，像门、窗或外部装饰。

就这种用途而言，吸水的木材表面表现出至关重要的局限性。

一方面，与强疏水的聚氯乙烯相容性受限，界面处黏附力很小，另一方面，吸湿造成材料缺陷、空洞、低尺寸稳定性。

木材亲水是由于其化学组成和细胞壁表面存在自由的亲水基团，阻滞或减少这些羟基团是木材改性的主要目标。

为了制备木塑复合材料要采用合适的工艺和改性，然而像抗压弯曲这样重要的机械性能并没有得到改善，一个较为有希望的方法就是用氨基硅烷偶联剂。

烷基烷氧基硅烷偶联剂能够和细胞壁形成共价键和水解缩合成三维空间网络。

至少一个烷基在该系统中，烷基能够稳定的抗水解，硅化合物中的氨基能够与其他聚合物或化学物质相互作用。

关于PVC、氨基硅烷处理过的木粉表面能量的改变将变得更疏水。

此外，木粉更多的基本性能是由于氨基可以与PVC酸性表面相互作用，因此，氨基硅烷处理过的木材也可以作为在PVC基木塑复合材料的促进剂/偶联剂。

根据路易斯酸碱理论，其中的被处理的木粉的氨基和PVC的氯原子之间形成离子键的相互作用。

黄兆阁，刘莉，李荣勋，李少香，刘光烨（青岛科技大学新材料研究重点实验室，山东 青岛 ２６６０４２）摘要：本实验利用木粉对聚丙烯（P P ）进行改性研究，结果表明，加入木粉后，复合材料的弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、硬度和维卡软化温度均有所提高，加工流动性能和冲击强度有所下降。

关键词：聚丙烯；木粉；复合材料中图分类号：TQ 325.14 文献标识码：B 文章编号：1009-797X(2005)07-0021-05作者简介：黄兆阁（１９６８－），男，硕士，多年来一直从事塑料专业的教学和研究工作，已发表论文２０余篇。

收稿日期：２００４－１０－１２近年来，开发植物纤维作为增强材料的复合材料越来越引起人们的注意，这类填充剂与目前普遍采用的无机填充剂相比具有以下优点：与高分子化合物相容性好；密度较一般无机填充剂小，而模量和拉伸强度与无机纤维接近；原料资源丰富，生产工艺简单，价格也最便宜；所得复合材料制品具有良好的木质感和隔热效果；对其加工设备磨损小；具有生物可降解性和可再生性，在环境保护和资源保护方面有重要意义。

热塑性塑料／植物纤维复合材料可应用于汽车工业、室内装饰材料及日常生活等领域。

因此，开发热塑性塑料／植物纤维复合材料产品具有极大的社会效益和经济效益。

本文用木粉作为植物纤维增强材料对聚丙烯进行了改性研究，着重考察了对材料的力学性能和加工流动性能的影响，并且用电镜研究了材料断面的微观结构。

１ 实验部分１．１ 主要原料聚丙烯（PP ） T30S 大连西太平洋石油化工有限公司木粉 市售１．２ 主要设备GH －10A 高速混合机 北京塑料机械厂塑料破碎机 青岛德信塑料机械有限公司SK －160B 双滚筒炼塑机 上海橡胶机械厂S H J 系列双螺杆挤出机 南京杰恩特机电有限公司130F 2V 塑料注射成型机 东华机械有限公司µPX RZ －400C 熔体流动速率仪 吉林大学科教仪器厂RW －3热变性实验仪／维卡耐热仪 河北省承德市实验机厂LJ －1000型机械拉力机 广州实验仪器厂X HR －150型塑料洛氏硬度计 上海材料实验机厂X C 型摆锤冲击实验机 承德精密实验机有限公司木粉填充改性聚丙烯复合材料的研究TG328A电光分析天平 上海天平仪器厂GZ X－D HG电热恒温干燥箱 山东潍坊医疗器械厂１．３ 测试方法熔体流动速率测定 按GB3682－2000拉伸性能测定 按GB1040－92弯曲强度测定 按GB9341－88简支梁冲击强度测定 按GB/T1043－1993悬臂梁冲击强度测定 按GB/T1843－1996塑料耐热性（维卡）测定 按GB1633－89１．４ 样品制备１．４．１ 木粉与聚丙烯混合造粒工艺木粉在烘箱烘干约8~12h，聚丙烯与已烘干的木粉放入高速混合机中混合，混好的物料加入挤出机中，挤出造粒。

pp再生料在制造和消费中，许多材料都会产生废弃物。

这些废弃物通常会被丢弃到垃圾填埋场或焚烧掉，这不仅会对环境造成污染，还会浪费有价值的资源。

因此，寻找有效的废弃物处理方法变得尤为重要。

在这方面，再生料的使用被认为是一种可行的解决方案之一。

再生料指的是将废弃物转化为可再次使用的原材料。

其中，PP再生料（聚丙烯再生料）作为一种常见的再生材料广泛应用于各行各业。

聚丙烯是一种热塑性塑料，具有良好的机械强度和化学稳定性。

因此，通过将废弃的PP制品回收再利用，可以减少对原材料的需求，降低生产成本，降低能源消耗，并减少环境污染。

PP再生料的制备通常包括废弃物的收集、分类、清洗和加工等步骤。

首先，需要收集废弃的PP制品，例如废弃的塑料瓶、盒子、包装袋等，可以从废品回收站或塑料加工厂获得。

其次，对收集到的废弃物进行分类，将不同种类的PP制品分开处理，以便进行后续的清洗和加工。

清洗的目的是去除表面的污垢和异物，同时确保再生料的质量。

最后，经过清洗的废弃物会被粉碎、熔化和造粒，得到PP再生料。

PP再生料的应用领域非常广泛。

在塑料制品的生产过程中，PP再生料可以直接替代原始的聚丙烯材料，用于注塑、挤出、吹塑等不同的加工工艺。

通过添加适当的添加剂和改性剂，可以进一步改善再生料的性能和特性。

因此，PP再生料可以用于生产各种塑料制品，如塑料家具、玩具、包装材料等。

与原始聚丙烯相比，PP再生料具有一些优点。

首先，使用再生料可以减少对原材料的需求，节约资源。

其次，再生料的生产过程消耗的能源较少，对环境的影响也相对较小。

此外，再生料的价格通常低于原始材料，可以降低生产成本，提高竞争力。

然而，PP再生料也存在一些挑战和限制。

首先，再生料的质量和性能往往稍逊于原始材料。

由于废弃物的来源和质量不一致，再生料的品质难以保证。

其次，再生料的使用可能受到法律和法规的限制。

某些行业和应用领域可能对再生材料有特定的要求，再生料可能不符合相关的标准和规定。

增强改性回收PP的拉伸强度较低，一般制品在18～25MPa左右，用短玻璃纤维(SGF)增强后，其拉伸强度可达30～35MPa左右。

为了改进纤维与树脂的界面性能，常用偶联剂如KH550、KH560、 KH570等，偶联剂的用量一般是纤维含量的0．2％一1．5％，对不同情况有必要试验确定。

聚丙烯的氯化回收PP也可像回收PE一样进行氯化，氯化产物具有广泛的应用。

如APP经氯化可得到氯化APP(CAPP)，它具有优良的粘结性能，可制造粘结剂，用于粘结PE、PVC、PA、金属等材料，如用作包装复合膜、双层PP膜、PP膜—纸、PP膜—铝箔等的粘合剂。

此外，CAPP也可以用作涂料、印刷油墨及极性树脂的加工助剂等。

聚丙烯的接枝改性聚丙烯的化学改性还有接枝、嵌段等共聚改性。

聚丙烯接枝改性的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、无机填料的粘结性或增溶性。

所用的接枝单体一般是丙烯酸及其酯类、马来酸酐及其酯类、马来酰亚胺类等。

接枝的方法有：①溶液法，在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚；②辐射法，在高能射线下接枝；③熔融混炼法，在过氧化物存在下，于熔融状态下混炼，进行接枝，常常在双螺杆挤出机中进行。

接枝改性的高分子材料的性能与接枝物的物化性能有关，也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关，其基本性能与聚丙烯相似，但与极性高分子材料、无机材料、橡胶等的相容性可大大提高，接枝PP的结晶度和熔点随接枝物含量的提高而下降，透明性和低温热封性却提高。

南京塑泰专业生产马来酸酐接枝PP.回收聚丙烯的交联改性回收聚丙烯也可像聚乙烯一样进行交联改性，改性的机理同前面介绍的聚乙烯交联相近。

聚丙烯的催化裂解和热裂解聚丙烯在380~C左右裂解，可进行热裂解和催化裂解。

用硅／铝粉末(Si02／Al：03)作催化剂，催化剂可与裂解产物的气相和液相接触。

研究表明，用液相接触催化剂方法，可得到69％的液体产物，具有沸点30～270℃的，2〃C6到n-C1s石蜡油；气相接触催化，可获得54％(质量分数)液体产物，而且得到产物的速度要低得多。

木纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究刘娟华,翟英杰,郭宝华3(清华大学高分子所,北京100084)摘　要:与常用的对木纤维进行化学改性的方法相比,本研究采用磺酰胺类增塑剂,在高速捏合机上对木纤维增塑,从而改进木纤维在聚丙烯中的分散性,采用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂,使用了四种不同形态的木纤维来增强聚丙烯,研究了复合材料的力学性能与纤维种类、含量的关系,通过SEM研究了复合材料的断面形态,通过熔体流动速率研究了复合材料加工性能等。

关　键　词:聚丙烯;木纤维;力学性能中图分类号:TQ321.5 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2002)08Ο0053Ο04 将植物纤维与热塑性塑料复合,开发可以替代木材使用的木/塑复合材料,不仅可以带来良好的经济效益,还能节约日益紧缺的木材资源。

木纤维/热塑性树脂制成的复合材料制品具有质量轻,价格低,加工时能耗少,对加工设备磨损小,具有部分生物降解性[1、2、7]等优点。

然而木纤维具有较强的极性,与非极性的聚丙烯树脂的相容性很差,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)是效果相对较好的一种相容剂[3～7],香港的XIAO YA CHEN[6]等用自制的接枝率为0.5%的MAPP作为竹粉/PP复合材料的相容剂,竹粉含量50%,MAPP 24%时,拉伸强度36MPa。

国内外的研究者采用化学接枝[4、8、9]或者加入偶联剂[10,11]的方法来改性植物纤维,但是得到的复合材料的性能仍不尽如人意。

本实验中采用了极性苯磺酰胺类增塑剂,在高速捏合机上对木纤维增塑,极性基团与木纤维中的羟基相互作用,削弱了纤维素分子之间的作用力,改善了木纤维在聚丙烯基体中的分散性。

木纤维中的氢键减弱之后,与相容剂MAPP的结合也变得容易,木纤维与基体树脂之间有了比较好的界面层,因而复合材料的性能得到了较大的提高。

该处理过程简单方便,快速,无溶剂污染。

本实验使用的木纤维是用木加工厂剩余的边角料,刨花,锯末等一般作为废弃物的材料加工而成的,在环境保护和资源利用方面都具有重要的意义。

第49卷第12期 当 代 化 工 Vol.49，No.122020年12月 Contemporary Chemical Industry December，2020收稿日期：2018-10-24作者简介：李良钊 (1981-), 广东佛山人, 博士, 讲师，研究方向：化学与材料研究、化学教育。

紫外线风化木粉增强聚丙烯复合材料 在自然户外曝晒的再加工研究李良钊1，刘毓海2（1. 韩山师范学院 化学与环境工程学院，潮州 521041； 2. 北京大学 化学与分子工程学院，北京 100871）摘 要：为了解自然紫外光老化对木塑复合材料(WPC)再加工的影响，即木粉增强聚丙烯(PP)复合材料。

与纯PP 相比，研究了两种木粉质量分数(10%和30%)。

将注入的样品进行长期自然暴露，然后进行一次完整的再加工周期(研磨再注射)。

光学显微镜观察了表面的视觉变化。

为了了解材料的物理降解，通过拉伸和夏比冲击试验测量了材料的力学性能。

微分扫描量热法（结晶率）、流变试验（黏度）、尺寸排除色谱测试（平均分子量）和红外光谱分析（化学结构），对微结构演变进行了评估。

在再处理后恢复了机械性能，并强调了再生现象。

这是由于在没有重组或交联机制的情况下，将退化链的混合和稀释转化为材料。

最后，对同一样品进行的人工紫外风化进行了比较，并在前人的研究中进行了研究。

关 键 词：聚丙烯; 木粉; 复合材料; 再加工; 天然紫外线风化中图分类号：TQ325 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）12-2712-06Study on the Reprocessing of UV-weathered Wood Power ReinforcedPolypropylene Composites After Natural Outdoor ExposureLI Liang-zhao 1, LIU Yu-hai 2（1. College of Chemistry and Environmental Engineering, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China;2. School of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijng 100871, China) Abstract: In order to identify and understand the effect of one-year natural UV weathering on the reprocessing performance of wood-plastic composite (WPC), i.e. a wood flour reinforced polypropylene (PP) composite, compared with pure PP, two types of wood flour reinforced polypropylene (PP) composites with different wood powder contents (10% and 30%(w/w)) were studied. The injected samples were exposed to nature for a long time, and then the whole reprocessing cycle (grinding and reinjection) was conducted. The optical microscopy was used to observe the visual aspect evolution of the surface. In order to understand the physical degradation of the material, the mechanical properties of the material were measured by tensile and Charpy impact tests. The assessment of the microstructural evolution was performed by differential scanning calorimetry (crystallinity ratio), rheological tests (viscosity), size exclusion chromatography tests (average molecular weights) and infrared spectroscopy analysis (chemical structure). The microstructure evolution was evaluated by the differential scanning calorimetry (crystallization rate), rheological test (viscosity), the chromatographic test (average molecular weight) and infrared spectroscopic analysis (chemical structure). A “regeneration” phenomenon was highlighted as mechanical properties were recovered after reprocessing. This was due to the mixing and the dilution of the degraded chains into the material as no recombination or crosslinking mechanism was detected. Finally, the artificial ultraviolet weathering of the same sample was compared and studied .Key words ：Polypropylene; Wood flour; Composites; Reprocessing; Natural UV weathering木塑复合材料（WPCs）主要关注由木质纤维或面粉强化的热塑性聚合物，广泛应用于户外的脱水应用。

ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ及偶联剂处理木粉填充ＰＰ的研究木粉作为填料对加工设备的磨损性小,可降解性及其填充制品外观木质感强,且具有尺寸稳定性、刚性和可机械加工性[1,2],日益得到广泛重视。

用木粉对聚丙烯填充不仅能降低成本,减少其焚烧或填埋处理时对环境造成的污染,而且能明显提高聚丙烯的抗弯强度,降低成型收缩率。

由于亲水性的木粉与疏水性的非极性聚丙烯间的相容性极差[3],提高木粉与树脂之间的相容性常用的物理方法有热处理、电晕、低温等离子体处理、辐射等方法。

化学改性方法有偶联剂法,如采用硅烷、铝酸酯、铝钛偶联剂、异氰酸酯等处理;相容剂法,如用马来酸酐、亚丁基丁二酸酐及双马来酰亚胺接枝聚烯烃树脂等。

本实验选用ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ、铝酸酯和铝钛偶联剂三种处理剂处理木粉填充ＰＰ,比较了其处理效果,研究了木粉填充量、ＮａＯＨ预处理对填充物性能的影响。

1 实验1.1 原料实验用原料与助剂见表1。

1.2 主要加工设备及测试仪器实验用仪器与设备见表2。

1.3 测试标准拉伸性能测试按ＧＢ1040—79;冲击性能测试按ＧＢ1048—79;弯曲性能测试按ＧＢ1042—79;熔体流动速率测定按ＧＢ3682—83;吸水率测定按ＧＢ1034—70。

2 结果与讨论2.1 不同处理剂处理对木粉填充ＰＰ性能的影响从表3可以看出,在三种处理剂中,5%的ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ处理的木粉填充ＰＰ的拉伸强度和弯曲强度最好,而冲击强度最差;铝酸酯处理的拉伸强度最低;铝钛偶联剂处理的冲击强度最佳。

这是因为处理剂的处理效果除受其本身的分子结构和性能以及处理工艺条件影响外,主要决定于处理剂和木粉表面的结合情况及其与ＰＰ基体的相容性。

与铝酸酯和铝钛偶联剂相比,ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ分子链上接枝的酸酐基团与木粉表面层的纤维素上的羟基在受热时更易生成酯键使二者通过化学键结合,加之ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ与ＰＰ基体有良好的相容性,通过其与ＰＰ分子的缠结作用使木粉与基体ＰＰ有着很强的结合,从而使ＭＡＨ-ｇ-ＰＰ处理的木粉填充ＰＰ具有更好的拉伸强度和弯曲强度。

成型加工与设备废报纸粉填充聚丙烯材料的研究袁新恒　张隐西　张祥福(上海交通大学高分子材料研究所,200240) 本文介绍废报纸粉填充聚丙烯(PP)的研制。

通过在体系中加入高分子偶联剂马来酸酐(M A H)接枝PP(M A PP)来改善纸粉与PP基体的相容性,并针对纸粉填充后材料变脆的问题,用乙丙橡胶(EPDM)和乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)对材料进行增韧,均取得显著的效果。

所制材料的纸粉填充量(质量分数)可高达50%～60%,价廉、质轻、其主要性能好于桑塔纳轿车用木粉填充PP板,可望有较好的应用前景。

当纸粉填充量(质量分数)为40%～50%时,主要性能:弯曲强度69.01～74.83M Pa,杨氏弯曲模量2640～2996M Pa,冲击强度13.25～13.50kJ m2。

关键词:废报纸粉　聚丙烯　高分子偶联剂　增韧 近年来,将废纸,尤其是废报纸作为填料填充热塑性塑料引起人们的重视〔1～2〕。

报纸密度低,对加工机械磨损小,故可大量填充;报纸填充聚丙烯(PP)材料具有质轻、价廉、可塑、耐热和一定的生物可降解性,可广泛用于车船上作基底材料。

日本三菱公司就生产了商品名为Pap ia的报纸填充PP材料,用于汽车零部件〔3〕。

但以废纸作填料填充PP并不多见,也缺乏深入的研究。

我国目前尚无类似研究。

报纸的主要成分为纤维素纤维,另含少量的油墨和添加剂。

纤维素由于羟基和碳氧键的存在极性很强,而PP极性较弱,两者混合时界面作用力很小,从而影响了材料的力学性能。

本实验采用加入高分子偶联剂的方法来改善填料与基体的相容性,并针对纸粉填充后材料变脆的问题,使用橡胶或其它聚合物增韧,提高材料的冲击性能。

1　实验部分1.1　原料废报纸(N P)由废旧报纸经球磨机粉碎而得,粒径过40目筛;PP,T300和T30S,熔体指数2和9g 10m in,金山石油化工厂生产;偶联剂马来酸酐接枝PP(M A PP),熔体指数12g 10m in,苏州塑料一厂生产;三元乙丙橡胶EP35,丙烯含量(质量分数)43%,第三单体乙叉降冰片烯(ENB),M L100℃1+4(门尼粘度, 100℃指测试温度,1+4分别指预热1m in和转动时间4m in,下同)=83,日本合成橡胶株式会社生产;三元乙丙橡胶EP57P,丙烯含量(质量分数)28%,第三单体ENB,M L100℃1+4=88,日本合成橡胶株式会社生产;三元乙丙橡胶V istalon7000,丙烯含量(质量分数)<40%,第三单体ENB,M L127℃1+8=50～60,部分结晶,美国Exxon公司生产;HD PE5000S,熔体指数12g 10m in,扬子石化生产;EVA17,VA含量(质量分数)17%,上海化工研究院生产;EVA28,VA含量(质量分数)28%,上海化工研究院生产。

木粉增强聚丙烯复合材料制备及性能研究发布时间：2022-09-30T08:27:03.809Z 来源：《科技新时代》2022年第6期作者：马颖隆安晶[导读] 将不同含量的木粉、硅烷偶联剂与聚丙烯混合制成木塑复合材料，马颖隆安晶盐城工学院，江苏盐城224051摘要：将不同含量的木粉、硅烷偶联剂与聚丙烯混合制成木塑复合材料，研究不同含量木粉、硅烷偶联剂对复合材料力学性能的影响。

关键词：聚丙烯；木粉；木塑复合材料Study on Preparation and Properties of Wood Powder Reinforced Polypropylene CompositeMa Yinglong An Jing(Yancheng Institute of technology, Yancheng 224051)Abstract: Wood-plastic composites were made by mixing wood powder and silane coupling agent with polypropylene, and the effects of wood powder and silane coupling agent on the mechanical properties of composites were studied.Keywords: polypropylene; wood powder; wood-plastic composites木塑复合材料（wood-plastic composites缩写为WPC），在20世纪初一种主要由酚醛树脂和木粉为主要成分的复合材料开始走上历史的舞台[1]。

木塑复合材料由木纤维或者是植物纤维（农作物秸秆，木粉，稻糠等）和热塑性塑料（聚乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯等）两部分构成[2]。

在通用塑料中，聚丙烯具有非常优异的力学性能和耐热性，但是在低温条件下，其性能没那么优异，其脆性会变大，耐老化性能会变差。