木塑复合材料的挤出工艺与力学性能研究

最新PE基木塑复合材料力学性能分析-精品PE基木塑复合材料力学性能分析以聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,用挤出成型法制备具有阻燃性的PE 基木塑复合材料,研究APP含量对木塑复合材料的静态力学性能以及动态力学性能的影响。

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摘要:简述了木塑复合材料具有的优点，通过试验分析，研究了该复合材料的力学性能，根据测试，指出木塑复合材料的力学性能较为稳定，可靠性较高，但该材料强度和刚度较低，难以单独应用于建筑结构中。

关键词:木塑复合材料，力学性能，破坏特性，试验分析引言1.木塑复合材料以木屑、竹屑、稻壳、麦秸等木纤维为主要骨料，在高温状态下与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等[1]热塑性高分子材料相互渗入，经注塑或挤塑成型的一种新型复合材料，其英文缩写为WPC。

木塑复合材料的起源可以追溯到20世纪初期，1907年LeoHBend博士利用热固性酚醛树脂与木粉复合成了一种新材料，所制得的纤维板应用为房屋等建筑材料[2]。

但是由于木粉和塑料的相容性较差，直到最近几十年，有关方面的研究才有所突破，木塑复合材料得以迅速发展。

木塑复合材料集木材和塑料的优点于一身，不仅有像天然木材的雅致外观，而且克服了其不足，具有耐腐蚀、防潮、防霉、防虫蛀、尺寸稳定性高、不开裂、不翘曲、耐火、耐高温等优点;同时又比纯塑料硬度高，有类似木材的加工性，可进行切割、粘结，用钉子或螺栓固定连接，可涂漆等优点。

2.此外，木塑复合材料可以充分利用废旧塑料和木材下脚料等废弃材料，提高废弃木材、塑料的回收利用率，是一种绿色、低碳、环保、可持续的新型建材，符合绿色建筑、可持续发展理念。

正因其制作工艺简单，造价低廉，同时具备塑料木材二者的优点，综合性能优良[3]，近十几年来受到了国内外专家学者的广泛研究。

木塑复合材料的力学性能会随着木粉、塑料基含量以及外加偶联剂等不同产生较大差异。

本试验旨在研究其材料力学性能，根据测试所得的试验结果，对比Tamrakar等[4]、Alvarez-Valencia等[5]、李思远[6]、冯嘉[7]、徐朝阳等[8]得出的结论以及国内杨木速生材的力学性能，探讨木塑复合材料应用于建筑结构的可能性。

木塑复合材料（WPC）挤出技术问题浅析原料中影响木塑复合材料（WPC）性能的因素；1、熔体流动速率：熔体流动速率一定程度反映相对分；2、分子量分布：从成型加工观点来看，宽的分子量分布；成型工艺及设备；良好的加工工艺和设备应保证物料和发泡剂混合均匀,；混料和喂料.原料的生产工艺：木纤维是吸水性较强的材料一般含水量在15%左右甚；造粒时常要注意各温控温度是否准确，风机是否正常运。

混料工艺通过影响原料中木塑复合材料（WPC）性能的因素1、熔体流动速率：熔体流动速率一定程度反映相对分子量大下，熔体流动速率越小，相对分子量越大。

相对分子量越大型坯具有较好的熔体强度，可改变型坯自重下垂，制品拉伸强度、冲击强度、热变形温度等性能都有所提高，是有利的，但相对分子量越大粘度越高，流动性越差，加工困难，同时型坯有很高的“回缩”性，在合模前型坯会有较大的收缩。

同样的条件下，型坯不稳定流动现象加剧，甚至熔体破裂。

因此,考虑设备加工能力与工艺可行性,几乎所有 200L塑料桶生产厂家都选用HMWHDPE树脂,熔体流动速率能够满足制品质量要求即可，一般为2.0左右(g/10min,21.6kg)。

2、分子量分布：从成型加工观点来看，宽的分子量分布比分布窄的，流动性要好，易于加工控制，并且宽的分子量分布可降低口模压力，减少型坯熔体破裂倾向，改善加工性能，同样的条件下可提高挤出速度。

但是宽的分子量分布也说明存在相对分子量偏低和较高部分，当相对分子量偏低部分所占比例过高时，制品力学性能、热稳定性等皆有所下降，并且流动过程中的分级效应，又使聚合物中低分子量级较多集中到挤出型坯表面，甚至从表面晰出，型坯表面看上去是在上面撒了一些细小白色粒子，吹塑制品内壁粗糙，脱落的白色粒子常易堵塞气阀，引起气路系统故障。

相对分子量偏高部分所占比例过高时，塑化困难，型坯表面出现未完全塑化颗粒，外观质量下降。

目前双峰分布的树脂有替代单峰分布趋势，同样的条件下，具有出色的加工性能与熔体强度，抗环境应力开裂也明显提高。

Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２（２００７）ＺＨＥＪＩＡＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ收稿日期：２００７－０８－２０作者简介：张正红（１９７２－），女，工程师，浙江工业大学浙西分校化工系，主要从事高分子材料成型加工及改性。

文章编号：１００６－４１８４（２００７）１２－０００８－０３ＰＶＣ木塑复合微孔发泡材料挤出成型技术研究张正红（浙江工业大学浙西分校，浙江衢州３２４０００）摘要：实际结合理论系统的在原料选择、配方确定、工艺要求等方面介绍了ＰＶＣ木塑复合微孔发泡材料挤出成型的生产技术及一些注意事项。

关键词：ＰＶＣ；木塑复合；微孔发泡木塑复合材料具有木材和塑料的双重特性，并且这种材料有耐腐蚀、耐磨、不翘曲、尺寸稳定、机械性能良好、外观与木材相似的优点。

以木塑复合材料来代替木材，不仅可减少对木材的需求量，节约森林资源，而且通过对废弃资源的综合开发利用，变废为宝，有很高的经济与社会效益。

尽管木塑复合材料具有许多优点，但由于树脂与木粉的复合，一方面其韧性、冲击强度和弯曲强度等力学性能相对未填充的塑料会有所降低，另一方面相对天然木材来说，密度是木制品的两倍左右，不能作为理想的木材替代品，因此其应用领域受到了一些限制。

向木塑复合材料的原料中加人发泡剂进行发泡挤出，经发泡后的木塑复合材料存在良好的泡孔结构，可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张，从而显著提高了材料的抗冲击性能和韧性。

制品密度接近于木材，而机械强度高于木材，这使其可作为良好的木材替代品，而且产品成本降低，从而进一步拓宽了木塑复合材料的应用范围。

本文从原料、配方、工艺等方面，实际结合理论系统的介绍了ＰＶＣ木塑复合微孔发泡材料挤出成型的生产技术。

１配方设计１．１原辅材料的选择材料配方设计是ＰＶＣ木塑复合微孔发泡的关键步骤之一，ＰＶＣ中加入木纤维其熔体粘度、刚度都有所增加，难以获得高的孔隙率。

另一方面由于木粉具有较强的吸水性，且极性很强，而ＰＶＣ树脂为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小，需加入适当的添加剂来提高木粉与ＰＶＣ树脂之间的界面亲和能力。

成型加工与设备木塑复合材料挤出成型工艺及性能的研究　Ξ李思远,杨　伟,杨鸣波Ξ(四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065) 摘要:研究了木塑复合材料的挤出成型工艺,以及木粉用量、相容剂对材料性能的影响。

结果表明:用双螺杆挤出机代替单螺杆挤出机挤出成型,是一种可行的方法;并解决了加料困难、木粉用量增大时烧焦以及体系分散不均匀等问题,获得了更好的混合、塑化效果,所得木塑复合材料具有良好的加工流动性;木粉的加入对加工流动性的影响不大;木塑材料的拉伸强度随木粉用量的增加而基本保持不变。

关键词:木塑复合材料;挤出成型;流动性中图分类号:T Q32511+2 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2003)11-0022-03 随着森林资源的减少,木材供应量逐渐下降,已不能满足人们的生产生活需要;同时,塑料制品废弃物的处理也日益成为一个亟待解决的环境问题。

一种新型材料———木塑复合材料成为木材的理想代用品。

它是利用木质纤维填料(包括木粉、秸杆、稻壳等)和塑料(废旧热塑性塑料)为主要原料,添加加工助剂,经过成型加工而制得的复合材料。

国外在木塑复合材料方面的研究,已经取得了巨大的成就,实现了工业化生产,在人们生产生活中得到了非常广泛的应用[1]。

而国内在木塑复合材料方面的研究尚处在起步阶段,工业化产品不多。

国内木塑复合材料的主要成型方法是浸渍法[2～4]、浸注法[5]、模压法[6]、单螺杆挤出法[7]等;这些方法虽可以制得具有一定性能的木塑复合材料,但是难以实现连续、大量的工业化生产。

本实验在单螺杆挤出木塑复合材料的基础上,初步实现了双螺杆挤出,并对成型工艺过程及材料性能进行了研究,为工业化生产奠定了一定的基础。

1　实验部分111　原料H DPE 粉料:5000s ,大庆石化,MFR =118g/10min ;木粉:20～80目,自制;硬脂酸、石蜡:工业级,市售;E VA :7350s ,台湾塑胶公司;马来酸酐改性聚乙烯:自制。

第１６期 收稿日期：２０１８－０５－２５作者简介：陈　康（１９９７—），安徽天长人，在读本科生，研究方向：材料科学与工程。

探究木塑复合材料的力学性能陈　康，李亚儒（南京林业大学理学院，江苏南京　２１００３７）摘要：适合的木粉填充量、粒径大小有利于提升木塑材料的综合性能；合适基体树脂的选择也有较大影响；加工工艺的类型决定材料的质地、密度，影响材料强度；原料的改性处理也是提升木塑材料的重要途径。

阐述了提升木塑材料力学性能的微观作用机理，举出了现阶段主要的科研成果，总结了木塑材料发展的不足，并做出了展望。

关键词：木塑复合材料；木粉；基体塑料；加工工艺；助剂中图分类号：ＴＢ３３２；ＴＱ３２７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１６－０１３７－０２ 木塑复合材料，简称ＷＰＣ，是由热塑性塑料作为基体材料，植物纤维作为增强材料复合而成的一种聚合物基复合材料。

作为木塑复合材料的热塑性基体塑料主要包括：ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ、ＰＳ等，木粉通常采用杨木粉、桉木粉、竹粉等。

现阶段木塑复合材料的制备工艺主要是挤出成型和模压成型，将木粉与塑料经高速混合机混合均匀后，加入挤出机中（通常使用双螺杆挤出机），熔融共混后从特定形状的出料口挤出成型，或者直接将物料熔融共混后注入磨具中压制成型，最后根据需要可以对成型的木塑复合材料进行加工处理。

木塑复合材料现已应用于包装、建筑、园林庭院、汽车内饰等领域，但是木塑复合材料的力学性能不高及耐水性能差一直限制其更加广泛的使用，科研人员也致力于开发新型的高强木塑复合材料。

本文主要从木粉粒径、木粉填充量、基体塑料种类、加工工艺和原料前处理展开，探究木塑复合材料的力学性能特点，并介绍改性研究的发展现状。

１　木粉粒径、填充量对材料力学性能的影响强度反映了材料抵抗破坏的能力，往往是复合材料增强改性的研究重点。

影响木塑复合材料拉伸强度、弯曲强度等力学性能的主要因素有植物纤维种类、含量、粒径分布，基体塑料的种类，助剂的使用，成型工艺等。

木塑符合材料及挤出技术简介木塑复合材料是将塑料原材料与植物纤维以肯定比例混合、成型加工而成的材料，具有木材和塑料的优点，有仿佛木材的外观和二次加工本领，吸湿性低，耐腐蚀和抗虫害，维护量少，是室外应用木材、塑料或金属材料的优良替代品。

木塑复合材料的成型方法重要有挤出成型、注射成型和热压成型。

挤出成型法由於加工周期短，效率高，应用广泛。

把木粉填充配混加工成结构用型材是目前挤出行业比较活跃的课题。

挤出成型工艺有一步挤出成型法和多步挤出成型法。

在实际生产中，假如木质材料含水量较高或制品结构多而杂时，常用多步挤出成型，但因其工艺步骤多，生产成本高。

近年来，在木塑复合材料和加工技术方面取得的进展重要有：木塑复合材料界面粘合和均匀性的提高；更为美观的木头纹理外观；更多不易褪色的颜色；为提高刚性和耐久性的共挤包覆技术；为减轻重量和成本以提高zui终性能的发泡制品开发。

木塑复合材料用挤出机美国cincinnatimilacron公司，作为wpc加工设备的，为wpc加工供给了丰富的挤出机以供选择，有传统的锥形双螺杆挤出机、同向旋转双螺杆挤出机和异向旋转双螺杆挤出机。

该公司zui大的锥形双螺杆挤出机tc96，两端直径为96/202，zui大产量可以达到1180kg/h，其*的压缩和低剪切性能可以使纤维含量达到70%，而且适於加工的材料特别广。

该公司加工wpc的zui大的异向平行双螺杆挤出机生产线是tp172，新近开发的同向双螺杆挤出机timberex，螺杆和机筒均为积木式，有80、100、125、160四种规格可供选择，zui大机组的wpc产量高达3630kg/h。

奥地利维也纳的cincinnati，zui近推出一款新的wpc挤出机a135—37d。

该公司声称这是他们投入wpc巿场的*台异向平行双螺杆挤出机。

该机组有两级排气单元，且每级排气都装有真空泵和生产净化用的双重过滤器，以有效脱除加工中的湿气，得到高质量的zui终产品。

塑木复合材料的挤出成型加工工艺研究[摘要] 简单的从原料供给、挤出、成型加工介绍了塑木复合材料挤出成型的加工工艺，最后对国内塑木的发展做了建议和展望。

[关键词] 塑木挤出成型加工工艺研究塑木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、注射成型制品为主。

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。

为获得较轻目视感觉极似真木的塑木复合材料，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[1]。

高填充塑木复合材料挤出成型工艺步骤如下:1.原料供给(原料预处理方法)必须连续定量地提供均匀的原料以便稳定成型。

主原料天然纤维的性质对产品特性影响大。

天然纤维含水率达8%也可成型，但比较含水率1%和8%的原料，发现含水率8%的原料只有约一半的挤出量可以成型。

1.1 天然纤维粉粒、树脂粒分别进料方式将天然纤维粉造粒，提高体积比重，与合成树脂、添加剂等分别送入挤出机。

锥形双螺杆挤出机最适合比例少的合成树脂在挤出机中快速熔融、分散在天然纤维中，并且采用该方式可以简单地改变混合比率。

该方式辅助设备只需合成树脂、添加剂用连续计量供给装置，天然纤维粉粒进料使用标准的进料装置。

1.2 粒料供给方式用单螺杆或双螺杆挤出机等，将天然纤维与合成树脂及添加剂造粒后送入挤出机成型。

该方式优点是可利用现有设备，但天然纤维需干燥后才能进入造粒挤出机等，粒料供给采用普通的标准进料装置。

1.3 积聚(集成体)进料方式使用特殊的高速搅拌器，利用天然纤维与合成树脂及添加剂摩擦热进行预处理，造成豆粒大的料块，然后将其送入锥形双螺杆挤出机成型。

该方式优势是在螺杆的压缩段可某种程度上脱除水分、气体。

该方式另一优点是使用标准挤出机供料装置，但原料预处理时必须准备高速搅拌器。

1.4 冷搅拌方式该方式将木粉中存有的粉状树脂、粉状添加剂等进行搅拌，而体积比重小的天然纤维使用柱塞式强制喂料器，向锥形双螺杆挤出机提供原料。

木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势一木塑复合材料加工技术随着科学技术的发展，现代社会对材料的要求更高了，既要求其有较好的物理力学性能，对人类有亲和力，又要环保。

木材是一种天然生物质材料，自古以来被人们广泛喜爱和使用。

随着我国天然林面积的减少和“天然林保护”政策的实施，木材资源困乏、质量下降、木材价格越来越高、木材加工业的废弃物增多以及世界林产品需求量的增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻找木材的替代品。

而由于生产和生活水平提高，过去被大量用于烧柴的木制品加工废弃物，如木屑、刨花、边角废料以及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费，并对环境产生极大的破坏性影响。

据统计，我国每年由于木材加工余下的废弃木粉量达数百万吨，其他天然纤维如稻糠等的产量上千万吨，这些资源如能得到有效开发和利用，价值可观。

在不断研究中人们认识到木材改性技术可以实现新的突破，而填充改性既可以降低产品成本，又可以提高产品的使用性能，甚至赋予木材材料全新的性能，从而使木材行业有了新的生机。

与此同时，塑料制品在生产和生活中的应用，随着经济发展越来越广泛，因塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为一大环保难题。

有关数字表明，在城市垃圾中，塑料废弃物已占到垃圾总量的25％～35％。

在我国，城市人口每年产生的废旧塑料达240万～280万吨，已成为环卫部门的严重负担。

如果能将废旧塑料制品有效利用起来，将对环保和经济发展产生巨大的推动作用。

这种背景下，将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新的材料，即木塑复合材料（Wood—polymer Composites，简称WPC）也就应运而生了。

1 木塑复合材料的定义木塑复合材料（WPC）是以木材为主要原料（形式有锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等），经过适当的处理使其与各种塑料（用于木塑复合材料的热塑性塑料主要有聚氯乙烯(PVC}，聚乙烯PEA ，聚丙烯(PPS) ，聚苯乙烯(PST) ，聚甲基丙烯酸甲酷（CPMM），以及聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等)按一定比例混合并添加特制的助剂，如偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、防霉剂等加工助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料，是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料，其性能优良、用途广泛、利于环保，有广阔的发展前景，值得大力研发推广。

第38卷 第1期 陕西科技大学学报 V o l.38N o.1 2020年2月 J o u r n a l o f S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y F e b.2020* 文章编号:2096-398X(2020)01-0124-07P L A/杨木粉木塑复合材料的配方优化与力学性能研究葛正浩,邹辛祺,陈 威*,常玉珍(陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021)摘 要:针对绿色环保材料 聚乳酸(P L A)的脆性和结晶问题,本研究通过加入填料 杨木粉的方法以期改善其物理㊁力学性能.通过注射成型制备出以聚乳酸为基体㊁杨木粉为填料的P L A/杨木粉木塑复合材料,并逐次改变甘油㊁增塑剂㊁增韧剂等助剂含量,以期获得优化的P L A/杨木粉木塑复合材料配方.研究结果显示,添加杨木粉后,P L A聚合物的韧性有所提升,但拉伸强度和弯曲强度却有所下降.为改善其弯曲强度与拉伸强度,实验添加甘油作为相容剂,改善两相相容性,以期拉伸强度和弯曲强度有所提升,但韧性却略有下浮.为了进一步在保持弯曲和拉伸性能的前提下改善其塑性和韧性,实验在此基础上再逐次添加不同含量的增塑剂D O P与增韧剂P B S,最终获得较佳的力学性能.实验结果表明,当在P L A/20%杨木粉复合材料中添加6%甘油㊁8%D O P㊁35%P B S时,其综合力学性能达到最佳.关键词:聚乳酸;杨木粉;复合材料;力学性能中图分类号:T B332 文献标志码:AR e s e a r c ho n f o r m u l a o p t i m i z a t i o na n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fP L A/P o p l a rP o w d e rW o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sG EZ h e n g-h a o,Z O U X i n-q i,C H E N W e i*,C H A N G Y u-z h e n(C o l l e g eo f M e c h a n i c a la n d E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g,S h a a n x i U n i v e r s i t y o fS c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a)A b s t r a c t:A i m i n g a t t h eb r i t t l e n e s sa n dc r y s t a l l i z a t i o no f e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n m a t e r i a l-p o l y l a c t i c a c i d(P L A),t h e p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fP L Ac a nb e i m p r o v e db ya d d i n g f i l l e r-P o p l a r p o w d e r.P L A/P o p l a rP o w d e rW o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sw e r e p r e p a r e db y i n j ec t i o nm o u ld i n g w i t h p o l y l a c t i c a c i da sm a t r i xa n d p o p l a r p o w de r a sf i l l e r.O nt h i sb a s i s,t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o fP L A/P o p l a rP o w d e r W o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sw e r e s t u d i e db yc h a n g i n g t h e c o n t e n t o f s i n g l e ad d i t i ve s t e p b y s t e p.F i n a l l y,t h ef o r m u l a o f P L A/P o p l a r P o w-d e rW o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sw i t h t h eb e s tm e c h a n i c a l p r o p e r t i e sw a s o b t a i n e d.T h e o r i g i n a lp u r p o s e o f t h i ss t u d y w a st o i n c r e a s et h et o u g h n e s sa n dr e d u c et h ec o s tb y a d d i n gp o p l a r p o w d e r t o i m p r o v e i t s t o u g h n e s s.H o w e v e r,t h e t e n s i l e a n db e n d i n g s t r e n g t ho f t h e c o m p o s-i t e s d e c r e a s e dd u e t ot h ea d d i t i o no f p o p l a r p o w d e r.I no r d e r t o i m p r o v e t h i s p h e n o m e n o n,g l y c e r o lw a s a d d e d a s c o m p a t i b i l i z e r t o i m p r o v e t h e c o m p a t i b i l i t y o f P L Aa n d p o p l a r p o w d e r,*收稿日期:2019-10-11基金项目:陕西省科技厅自然科学基金项目(2018J M5056);陕西省科技厅重点研发计划项目(2018Y B XM-G-3-3)作者简介:葛正浩(1964-),男,上海人,教授,研究方向:生物质复合材料制备通讯作者:陈 威(1981-),女,吉林榆树人,副教授,博士,研究方向:材料成型技术及陶瓷摩擦学,c h e n w e i j d@s u s t.e d u.c n第1期葛正浩等:P L A/杨木粉木塑复合材料的配方优化与力学性能研究s o a s t o i m p r o v e t h e t e n s i l e a n db e n d i n gp r o p e r t i e so f t h e c o m p o s i t e.H o w e v e r,t h ea d d i t i o n o f g l y c e r o l r e d u c e d t h e t o u g h n e s s o f t h e c o m p o s i t e s s l i g h t l y.I no r d e r t o f u r t h e r i m p r o v e i t s t o u g h n e s s u n d e r t h e p r e m i s e o fm a i n t a i n i n g t e n s i l e a n d b e n d i n g s t r e n g t h,p l a s t i c i z e rD O P a n df l e x i b i l i z e rP B Sw e r e a d d e d r e s p e c t i v e l y o n t h i sb a s i s,a n d t h ea d d i t i o na m o u n tw a s c h a ng e dt oo b t a i nP L A/P o p l a rP o w d e rW o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sw i t hb e t t e rm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s.T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e b e s tm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e c o m p o s i t e sw e r e o b t a i n e dw h e n6%g l y c e r o l,8%D O Pa n d35%P B S w e r ea d d e d.C o m p a r e dw i t ht h eP L A/ P o p l a rP o w d e rW o o d-P l a s t i cC o m p o s i t e sw i t ho n l y20%p o p l a r p o w d e r b e f o r e o p t i m i z a t i o n, t h eb e n d i n g a n di m p a c t p r o p e r t i e so ft h ec o m p o s i t e sa r ei m p r o v e d w h i l er e t a i n i n g b e t t e r t o u g h n e s s.K e y w o r d s:p o l y l a c t i c a c i d;P o p l a rP o w d e r;c o m p o s i t em a t e r i a l;m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s0 引言随着环保力度的不断加大,世界各国都在最大限度地减少对化石燃料基聚合物的依赖程度,P L A 作为一种具有生物降解功能的绿色环保聚合物材料逐渐受到学者们的重视[1-3].相比其他材料,聚乳酸最突出的特点是在自然界的可循环性.然而脆性大㊁结晶能力弱等缺陷限制了P L A在工业方面的应用,目前制约P L A材料发展的重要因素之一是力学性能不足[4,5].因此,发展和研究制备满足力学性能的P L A复合材料具有显著意义.与此同时,资源危机和生态问题引发了全世界对可持续发展和保护生态环境的热潮,许多满足环保要求的新材料不断涌现[6-9],其中木塑复合材料是一种很有发展潜力的新型材料,木粉的加入在降低塑料表观密度同时降低成本,扩大其应用范围[10-14].P L A/木塑复合材料越来越成为研究热点.学者们以P L A 为基体,木塑为填料,添加不同助剂以进一步提高其力学性能.杨龙[15]研究了木粉㊁甘油对P L A/木粉复合材料力学性能的影响.结果表明,改变木粉的比例时,木粉和聚乳酸的比例为3∶7时,复合材料的力学最佳.该实验还以甘油㊁乙二醇和聚乙二醇400为相容剂,探索改善复合材料中木粉与聚乳酸的相容性.结果表明:选用甘油为相容剂时,木粉和聚乳酸的相容性更好.当甘油的用量为6%时,木粉和聚乳酸的相容性最佳,复合材料的力学性能最优;酒巧娜等[16]研究了增韧剂P B S对两种新型聚乳酸复合材料性能的影响,结果表明:当P B S添加量为10%以上,复合材料的力学性能较好,当添加量为25%时,力学性能达到稳定;刘淑琼等[17]研究了不同增塑剂对P L A复合材料的性能影响,结果表明:多种增塑剂均有利于提高复合材料的力学性能,当增塑剂含量为9%时,力学性能最优.目前,学者们主要研究了单一助剂变量对P L A/木塑复合材料的影响,关于添加多种助剂对P L A复合材料力学性能的影响研究还较少.基于此,本研究在此基础上,选择学者们研究单一助剂最优含量的近似值,以P L A为基体,杨木粉为填料,甘油为相容剂,D O P为增塑剂,P B S为增韧剂并逐一改变四种填料添加量,研究其添加量对P L A/木塑复合材料力学性能的影响,最终获得改善力学性能的P L A/杨木粉复合材料.为绿色环保材料P L A/杨木粉基复合材料的应用提供一定的理论依据,同时也为后期的进一步研究提供可靠依据.1 实验部分1.1 实验材料及制备1.1.1 实验材料本实验采用的P L A基础粉末为工业级,深圳光华伟业实业有限公司;填料采用直径为50目的工业级杨木粉,黑龙江省拜泉县木塑复合材料基地;相容剂采用分析纯等级的甘油郑州佳荣化工产品有限公司;增韧剂采用P B S购于日本昭和3001;增塑剂采用分析纯等级的D O P无锡市亚泰联合化工有限公司.1.1.2 材料的制备将50目的杨木粉放入干燥箱中80℃下干燥4h,P L A在50℃下干燥2h,后放入高速混炼机在120℃,1500r/m i n参数下共混15m i n,后在注射机锁模(压力为150M P a,螺杆进料量45),保压时间12s,温度控制三段(170℃㊁170℃㊁165℃)下进行注射成型.1.2 实验设备及性能测试1.2.1 实验设备本实验中,塑料制备采用的全自动注射塑料成型机,T T1-130F2V,东华机械公司;干燥箱设备型号为101A-1B;称重使用的电子秤,202-2,上海实㊃521㊃陕西科技大学学报第38卷验仪器总厂;力学性能测试使用了拉伸试验机,C MT-5105,深圳市新三思材料检测有限公司;悬臂梁冲击试验机X J U-22,君瑞仪器设备有限公司.1.2.2 性能测试拉伸性能按G B/T1040.1-2006进行测试,弯曲性能按G B/T9341-2008进行测试,悬臂梁冲击性能按G B/T1043.1-2008进行测试,采用扫描电子显微镜观察复合材料断面形貌.1.3 实验设计实验以P L A为基体,杨木粉为填料,甘油为相容剂,D O P为增塑剂,P B S为增韧剂,逐一改变四种填料添加量,共设计并制备12组复合材料(12组复合材料组分设计见表1).首先,本研究以P L A为基体,通过添加填料杨木粉以实现增韧和降低成本的目的,制备出杨木粉添加量为10%㊁20%㊁30%的复合材料,并对其进行性能测试,优化杨木粉成分.但杨木粉的加入使复合材料的弯曲和拉伸性能有所下降,为改善其弯曲和拉伸强度,实验在P L A-杨木粉复合材料的基础上,添加不同含量(3%㊁6%㊁9%)的相容剂甘油,制备出P L A-杨木粉-甘油复合材料,以期提高材料复合相之间的相容性,以提高复合材料力学性能.但甘油的添加却使得复合材料韧性有所下降.为了进一步在保持拉伸和弯曲强度的前提下改善其韧性,实验在此基础上分别添加5%㊁8%㊁11%的增塑剂D O P,并进一步添加25%㊁35%㊁45%增韧剂P B S,以期进一步提高材料的韧性,实现复合材料的总体成分优化.每组配方做三组测试取平均值.同时,利用电子扫描显微镜(S E M)对微观形貌进行观察,结合试验数据,揭示复合相在材料中的作用机理.表1 复合材料组分设计序号添加量/%P L A(基体)杨木粉(填料)甘油(相容剂)D O P(增塑剂)P B S(增韧剂)19010000 28020000 37030000 47720300 57420600 67120900 77220650 86620680 960206110 1147206825 1231206835 132******** 结果与讨论2.1 杨木粉添加量对木塑复合材料的力学性能影响研究添加不同含量杨木粉的复合材料的力学性能如图1所示.由图1可知,随着杨木粉含量的增加,拉伸强度㊁弯曲强度以及冲击强度均随杨木粉的增加而呈先上升而后下降的趋势.尤其当杨木粉含量为20%时,其强度与韧性均较好.(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图1 不同杨木粉添加量复合材料的力学性能P L A-杨木粉复合材料的拉伸断面如图2所示.由图2可知,随着杨木粉含量的增加,断面呈现出的杨木粉纤维逐渐明显.尤其是当杨木粉含量为20%时,杨木粉纤维分散在P L A基体中,P L A充分包裹住杨木粉纤维,且断面有纤维拔出的痕迹,见图2(b).其他学者们亦发现,P L A与加入的杨木粉会充分的互相包裹,进而发生机械互锁,提高其强度与韧性.当杨木粉含量进一步增至30%,断面未见明显的纤维拔出的现象,且断面较为平滑,见图2(c).分析认为,杨木粉含量较多时易发生团㊃621㊃第1期葛正浩等:P L A/杨木粉木塑复合材料的配方优化与力学性能研究聚,无法起到良好的增韧与强化作用.同时亦有可能,杨木粉的极性羟基与聚乳酸的非极性分子相容性较差[15],过多的杨木粉促使基体与复合相之间形成弱界面,无法起到增韧强化的作用.(a )10%杨木粉添加量(b )20%杨木粉添加量(c )30%杨木粉添加量图2 不同含量杨木粉的P L A/杨木粉复合材料断面微观形貌图2.2 甘油含量对木塑复合材料的力学性能影响杨木粉的添加提高了纯P L A 的韧性,但弯曲强度以及拉伸强度相较纯P L A 有所降低,为进一步提高其强度,本研究在P L A -杨木粉复合材料的基础上,添加不同含量(3%㊁6%㊁9%)的相容剂甘油,制备出P L A -杨木粉-甘油复合材料,以期获得较好的力学性能.复合材料力学性能如图3所示.由图3可知,随着甘油含量的增加,拉伸强度㊁弯曲强度以及冲击强度均随甘油的增加而呈先上升后下降的趋势.尤其当甘油含量为6%时,强度有所提高,但韧性较仅添加杨木粉的复合材料有所下降.(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图3 不同甘油用量复合材料的力学性能试样拉伸断面的微观组织图如图4所示.随着甘油含量的增加,复合材料断面所展示两相相容性逐渐改善.当甘油添加量为3%时,P L A -杨木粉相容性较差,两相界面清晰,并有很多细小的微粒分布在断面上,见图4(a ).当甘油含量进一步增加至6%时,复合材料断面两相相容性明显有所改善,虽有孔洞,但断面较为平滑,见图4(b ),两相相容性较好.分析认为,甘油作为相容剂,能够帮助杨木粉分散在P L A 基体中,增加两者之间的化学粘接性,柔顺P L A 分子链,提高复合材料的相容性,一定程度上提高复合材料的力学性能.但断面相比图2(b),明显纤维拔出的痕迹减少,韧性较未添加甘油时有所降低.当甘油含量进一步增加至9%时,虽断面较为平滑,但可明显看出P L A 晶体上出现裂纹,见图4(c ).分析认为,这是由于过多的甘油浸入到P L A 晶体中,破坏了晶体结构[15],导致复合材料的力学性能及韧性降低.㊃721㊃陕西科技大学学报第38卷(a)3%甘油添加量(b)6%甘油添加量(c)9%甘油添加量图4 不同甘油含量的P L A/杨木粉复合材料断面微观形貌图2.3 D O P含量对木塑复合材料的力学性能影响添加甘油的复合材料韧性较未添加前有所降低,为了增加其韧性,实验在P L A-杨木粉-甘油复合材料的基础上,分别添加5%㊁8%㊁11%的增塑剂D O P,以期提高材料的塑韧性,优化D O P成分.复合材料力学性能如图5所示.由图5可知,随着D O P含量的增加,三个力学性能指标均呈现先增后减的趋势.尤其当D O P添加量为8%时,复合材料力学性能及韧性较未添加D O P前均有提高.不同D O P含量的复合材料试样拉伸断面微观组织图见图6所示.随着D O P的增加,复合材料断面的纤维形貌逐渐明显.尤其是当D O P含量为8%时,断面明显有大量纤维拔出的痕迹,见图6 (b),这是由于D O P可降低复合材料脆性,增大材料韧性,提高承载强度.在适量D O P的作用下, P L A与D O P低分子化合物相互溶解,D O P的小分子会插入聚合物分子链之间,削弱聚合物分子间的次价键的移动性,降低了聚合物分子链间的缠结,从而使塑料的塑性增加[16].当D O P含量进一步增加至11%,断面未见明显纤维拔出的现象,且断面较平滑,有明显团聚现象.分析认为,当D O P 含量较多时,易使复合材料中的纤维团聚,形成较弱的结点,使力学性能及韧性略有降低.(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图5 不同D O P 用量复合材料的力学性能(a)5%D O P添加量(b)8%D O P添加量㊃821㊃第1期葛正浩等:P L A/杨木粉木塑复合材料的配方优化与力学性能研究(c )11%D O P 添加量图6 不同D O P 含量的P L A/杨木粉复合材料断面微观形貌图2.4 P B S 含量对木塑复合材料的力学性能影响添加了D O P 的复合材料韧性有所改善,但相较仅添加杨木粉的复合材料,韧性仍有不足,为了进一步提高其韧性,实验在P L A -杨木粉-甘油-D O P 复合材料的基础上,分别添加25%㊁35%㊁45%的增韧剂P B S ,实现复合材料的总体成分优化.复合材料力学性能如图7所示.由图7可知,随着P B S 含量的增加,三个力学性能指标均呈现先增后减的趋势,尤其是P B S 添加量为35%时,力学性能及韧性均最好,且相较未添加P B S 前力学性能均达到最好.(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图7 不同增塑剂(P B S)用量复合材料的力学性能不同P B S 含量木塑复合材料断面微观形貌图如图8所示.由图8可以看出,随着P B S 含量由25%增加到35%时,断面形貌的连续性有所加强.当P B S 含量为25%时,杨木粉分布欠均匀,且有团聚现象,试样力学性能较差.当P B S 添加量进一步增加到35%时,团聚现象明显减弱,可以看到有少量的杨木粉纤维拔出,见图8(b ).分析认为,在6%甘油㊁8%D O P 与35%P B S 的相互作用下,两种材料发生一定程度的交联及其它化学反应,从而保留了较好的增韧与力学强度[16].随着P B S 添加量的进一步增加,断面出现了很多孔洞且不平整,见图8(c ).分析认为这是由于杨木粉表面含有大量的亲水性羟基,与大量的非极性P B S 分子相容性较差[16],在复合材料内部形成大量的空隙,导致复合材料力学性能降低.(a )25%P B S添加量(b )35%P B S添加量(c )45%P B S 添加量图8 不同含量P B S 的杨木粉/P L A 木塑复合材料断面微观形貌图2.5 添加填料或助剂前后力学性能对比添加20%杨木粉的P L A /杨木粉复合材料与纯P L A 力学性能对比图如图9所示.由图9可以㊃921㊃陕西科技大学学报第38卷看出,杨木粉的添加除降低成本外,还可以改善复合材料的韧性.但拉伸强度和弯曲强度略有降低.在此基础上,本文通过实验逐一改变不同助剂的添加量,以期在保持韧性的同时,提高复合材料的弯曲强度和拉伸强度.通过实验得出结论,当添加6%甘油㊁9%D O P㊁35%P B S 的复合材料力学性能最佳.其与改善前仅添加杨木粉的复合材料力学性能对比,如图10所示.由图10可知,三种助剂相互作用,在保留复合材料韧性的同时,改善了其弯曲性能与拉伸性能.(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图9 添加填料前后力学性能对比(a)拉伸强度㊁弯曲强度(b)冲击强度图10 添加助剂前后力学性能对比3 结论通过探究填料杨木粉添加量以及各助剂添加量对复合材料力学性能的影响及断面微观形貌图分析,得到如下结论:(1)填料杨木粉能够增强复合材料的韧性,但弯曲强度和拉伸强度有所降低.在三个添加量中,当杨木粉添加量为20%时,复合材料力学性能最佳.随着木粉添加量的进一步增加,复合材料力学性能下降,这主要是由于过量的木粉产生团聚现象,使得复合材料的强度降低.(2)添加不同的助剂对复合材料力学性能影响有明显不同,甘油可以增强复合材料两相间的相容性,使复合材料弯曲㊁拉伸性能有所提高,但会在一定程度上降低复合材料韧性.D O P 和P B S 可有助于提高复合材料韧性,添加后的复合材料相较未添加两者的复合材料冲击强度提高77%.不同添加量的助剂间相互作用相互影响,最终使复合材料力学性能得到最优化.(3)相对于优化前仅添加杨木粉的P L A /杨木粉木塑复合材料,当添加6%甘油㊁8%D O P ㊁35%P B S 时得到的复合材料在保留较好韧性的同时改善了其强度性能.参考文献[1]蔡云冰,刘志鹏,张子龙,等.聚乳酸材料在3D 打印中的研究与应用进展[J ].应用工业,2019,48(6):1-8.[2]刘志阳,翁云宣,黄志刚,等.聚乳酸成核剂研究进展[J ].生物工程学报,2016,32(6):798-806.[3]齐 悦,杨 博,马慧玲.生物可降解聚乳酸纤维的发展现状及其改性研究[J ].北京服装学院学报(自然科学版),2019,39(1):85-93.(下转第163页)㊃031㊃第1期陈景文等:基于广义Ⅱ型模糊聚类的图像分割算法[25]U n n i k r i s h n a nR ,P a n t o f a r uC ,H e b e r tM.T o w a r do b j e c -t i v ee v a l u a t i o n o fi m a g es e g m e n t a t i o na l g o r i t h m s [J ].I E E ET r a n s a c t i o n s o nP a t t e r nA n a l y s i s a n d M a c h i n e I n -t e l l i ge n c e ,2007,29(6):929-944.[26]A r b e l a e zP ,M a i r eM ,F o w l k e sC ,e t a l .C o n t o u r d e t e c t i o na n dh i e r a r c h i c a l i m a g es e g m e n t a t i o n [J ].I E E E T r a n s a c -t i o n s o n P a t t e r n A n a l y s i s a n d M a c h i n e I n t e l l i g e n c e ,2011,33(5):898-916.[27]M e i l a M.C o m p a r i n g c l u s t e r i n gs :A n a x i o m a t i c v i e w [C ]//P r o c e e d i n gso ft h eI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo n M a c h i n eL e a r n i n g .B o n n :I C M L ,2005:577-584.[28]M a r t i nD ,F o w l k e sC ,T a lD ,e t a l .Ad a t a b a s eo fh u m a ns e g m e n t e dn a t u r a l i m a g e sa n d i t sa p p l i c a t i o nt oe v a l u a -t i n g s e g m e n t a t i o na l g o r i t h m sa n d m e a s u r i n g e c o l o g i c a l s t a t i s t i c s [J ].I C C V V a n c o u v e r ,2001,2(11):416-423.[29]F r e i x e n e t J ,M u ño zX ,R a b aD ,e t a l .Y e t a n o t h e r s u r v e yo ni m a g es e g m e n t a t i o n :R e g i o na n db o u n d a r y i n f o r m a -t i o n i n t e g r a t i o n [C ]//E u r o p e a nC o n f e r e n c eo nC o m p u t e r V i s i o n .C o p e n h a ge n :E C C V ,2002:408-422.【责任编辑:蒋亚儒】(上接第130页)[4]尤新强.聚乳酸合成工艺研究[D ].重庆:重庆大学,2012.[5]P i n t o M A ,D a h m a n Y.B i o c o m p a t i b i l i t y o f p o l y (l a c t i c a c i d )w i t hi n c o r p o r a t e d g r a ph e m eb a s e d m a t e r i a l s [J ].C o l l o i d s&S u r f a c e sB i o i n t e r f a c e s ,2013,104:229-238.[6]郭文静.木纤维/聚乳酸生物质复合材料复合因子研究[D ].北京:中国林业科学研究院,2008.[7]刘坚民.积极探索我国废塑料市场快速发展的新路子[J ].中国资源综合利用,2005(2):2-4.[8]常萧楠.生物环保型添加剂对P V C 木塑复合材料的性能影响研究[D ].南京:南京农业大学,2016.[9]梅志凌,孙 昊,张新昌.环保生物质包装材料的制备及性能研究[J ].包装工程,2014,35(9):56-60.[10]汤雅萌,路 琴,方敬杰.不同增韧剂对P L A/小麦秸秆复合材料性能的影响[J ].中国塑料,2019,33(3):28-31,37.[11]张泽华,李雪菲,张双保.国内外木塑复合材料的研究进展[J ].木材加工机械,2018,29(6):36-38.[12]邓亚峰,崔若昕,汪梓玉.聚合物/生物质复合材料的研究进展[J ].中国塑料,2018,32(7):10-20.[13]何昱萱,汤 杰,刘聿杰,等.一种木质纤维/P P 复合材料的制备及其物理性能研究[J ].科学技术创新,2018(19):44-45.[14]李兰军,刘含丹,王笃金.用于注塑成型的P P 木塑复合材料的研究[J ].塑料工业,2018,46(6):96-98.[15]杨 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木塑复合材料的研究进展
1.材料组成和制备方法：木塑复合材料的组成取决于木材和塑料的比
例以及其他添加剂的使用。

目前广泛采用的制备方法包括挤出、压制和注
射成型等技术。

2.力学性能：研究人员对木塑复合材料的力学性能进行了广泛的研究。

通过调整木材和塑料的比例以及添加剂的使用，可以改变复合材料的力学
性能，使其适应不同的应用领域。

3.耐久性：木塑复合材料在户外应用中暴露在各种恶劣的气候条件下，需要具备较好的耐久性。

研究人员通过添加抗氧化剂和紫外线吸收剂等添
加剂，提高木塑复合材料的耐久性。

4.界面性能：由于木材和塑料之间存在界面相互作用，研究人员对木
塑复合材料的界面性能进行了深入的研究。

通过改进界面结构或添加界面
改性剂，可以提高复合材料的界面性能，增强其力学性能和耐久性。

5.可再生性：考虑到对可持续发展的需求，研究人员也关注木塑复合
材料的可再生性。

目前一些研究主要集中在利用废旧塑料和废旧木材制备
木塑复合材料，从而减少资源浪费和环境污染。

总的来说，木塑复合材料的研究进展已经取得了一些重要的成果，但
仍存在一些挑战。

例如，如何实现木材与塑料之间更好的相容性和界面结合，如何降低木塑复合材料的成本和改进其可再生性等。

随着科技的不断
发展和研究人员的不懈努力，木塑复合材料将在更广泛的领域得到应用，
为社会和环境带来更大的利益。

木塑复合材料力学性能影响因素的研究【摘要】本文主要围绕着木塑复合材料展开研究，主要探讨了木塑复合材料力学性能影响因素，分析了其中比较关键的几个因素，以期能够为木塑复合材料的应用提供有意义的理论参考。

【关键词】木塑复合材料；力学性能；因素一、前言近年来，木塑复合材料的使用范围在不断扩大，众多领域都在使用木塑复合材料，因此，进一步分析木塑复合材料力学性能影响因素就显得非常有必要，这是提高木塑复合材料使用效果的重要工作。

二、复合木塑材料木塑复合材料是“生物质—聚合物复合材料”的俗称，为生物质与聚合物复合而形成的复合材料，最初由木材和塑料用合成树脂制得。

生物质是由生物细胞或者其代谢产物构成的天然有机高分子材料，主要包括木材、竹藤材、灌木、芦苇等各种草类、农作物秸秆，以及各种农林加工剩余物等，它们的共同特点是由纤维素、半纤维素和木质素三种主要有机高分子化合物和含量较少但种类繁多的抽提物组成。

生物物质作为材料使用时称为生物质的材料，绝大部分具有木质化了的纤维细胞结构，所以常称为木质纤维材料，蕴藏量巨大，是唯一可自然再生的基础材料。

用于生产木塑复合材料的聚合物原合材料的原料来源及其广泛，尤其值得注意的是，它可以利用废旧的塑料和废弃木质纤维材料为原料，原料包括各种合成树脂、塑料、橡胶、合成纤维，以及这些高分子材料制品的废弃物等。

可见其生态环境意义不容忽视。

而且可回收再次利用，称得上真正意义上的环保、节能、资源再生利用的新颖产品。

随着人们对环境资源重视程度的提高，以废旧物资回收和资源综合利用为核心的循环型经济发展模式已成为世界经济发展的趋势。

大力开发资源循环利用技术，将对国民经济发展和环境可持续发展产生深远影响。

三、木塑复合材料的性能优势PVC/木粉复合材料挤出微发泡制品兼有具比纯木材和塑料产品的更优良的性能，不仅性能达到了真正仿木的效果，而且其加工成本也比木制品低很多，它的产生给木制品行业带来了一次革命性的跨越，也塑料加工行业注入了新的血液和活力。

PVC/木塑复合材料挤出发泡的研究进展摘要:由于木塑复合材料的独特优点,使其需求迅速增长,很多国家正着手建立本国的木塑工业体系。

总结了国内外在PVC/木塑复合材料挤出发泡研究上取得的进展,分别从木粉处理、配方、成型工艺及成型设备等关键技术上介绍PVC/木塑发泡复合材料研究取得的成就。

并就当前的发展情况,提出了PVC/木塑发泡材料的发展方向。

木塑制品兼有木材和塑料的双重特性:力学性好、不怕虫蛀、不生霉菌、不吸收水分、使用寿命长且可重复利用等。

但相对于基体塑料,其韧性、冲击强度和弯曲强度等力学性能仍会有所降低。

且作为木材替代品,其密度过大,应用领域受到限制。

微孔发泡塑料相对未发泡塑料有更高的冲击强度、韧性和疲劳寿命,弥补了未发泡木塑性能不足的问题。

目前已经制得了PE、PP、PVC、PS和PUR基等类型木塑发泡复合材料,其中,PVC 基木塑发泡复合材料由于具有化学稳定性强、强度高、耐酸碱腐蚀、耐水浸泡、阻燃及成本低等优点,已被广泛应用。

木粉及其处理技术木粉的选择对木塑复合材料的发泡性能有重要影响。

木粉粒径减小,则体系表观黏度增加,发泡较容易。

但是颗粒过小则容易团聚,且物理性能变差,故一般粒径选择150μm左右。

增加木粉含量会使木塑复合材料的加工温度升高,且木粉的填充量越高,越不容易发泡。

未经处理的木粉与PVC相容性差,界面的粘结力小,分散效果差,导致材料的力学性能和发泡性能差。

要获得性能优异的木塑产品,必须对木纤维进行表面处理。

木纤维的处理方法可以分为物理方法和化学方法。

1.物理方法物理方法不改变纤维的化学成分,但改变纤维的结构和表面性能,从而改善纤维与基体聚合物的物理粘合。

热处理能够除去植物纤维吸附的水分和低沸点物质,但不能除去大部分的果胶、木质素及半纤维素。

由于植物纤维各成分热膨胀系数的差别和水分等物质的挥发,使纤维产生空洞和缺陷,导致木纤维拉伸强度、弹性模量和韧性随着热处理温度升高而下降。

碱处理不改变纤维素的化学结构,但植物纤维中的果胶、木质素和半纤维等低分子杂质能被碱溶解,使表面变粗糙。

PE基木塑复合材料力学性能分析以聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,用挤出成型法制备具有阻燃性的PE基木塑复合材料,研究APP含量对木塑复合材料的静态力学性能以及动态力学性能的影响。

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摘要:简述了木塑复合材料具有的优点，通过试验分析，研究了该复合材料的力学性能，根据测试，指出木塑复合材料的力学性能较为稳定，可靠性较高，但该材料强度和刚度较低，难以单独应用于建筑结构中。

关键词:木塑复合材料，力学性能，破坏特性，试验分析引言1.木塑复合材料以木屑、竹屑、稻壳、麦秸等木纤维为主要骨料，在高温状态下与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等[1]热塑性高分子材料相互渗入，经注塑或挤塑成型的一种新型复合材料，其英文缩写为WPC。

木塑复合材料的起源可以追溯到20世纪初期，1907年LeoHBend博士利用热固性酚醛树脂与木粉复合成了一种新材料，所制得的纤维板应用为房屋等建筑材料[2]。

但是由于木粉和塑料的相容性较差，直到最近几十年，有关方面的研究才有所突破，木塑复合材料得以迅速发展。

木塑复合材料集木材和塑料的优点于一身，不仅有像天然木材的雅致外观，而且克服了其不足，具有耐腐蚀、防潮、防霉、防虫蛀、尺寸稳定性高、不开裂、不翘曲、耐火、耐高温等优点;同时又比纯塑料硬度高，有类似木材的加工性，可进行切割、粘结，用钉子或螺栓固定连接，可涂漆等优点。

2.此外，木塑复合材料可以充分利用废旧塑料和木材下脚料等废弃材料，提高废弃木材、塑料的回收利用率，是一种绿色、低碳、环保、可持续的新型建材，符合绿色建筑、可持续发展理念。

正因其制作工艺简单，造价低廉，同时具备塑料木材二者的优点，综合性能优良[3]，近十几年来受到了国内外专家学者的广泛研究。

木塑复合材料的力学性能会随着木粉、塑料基含量以及外加偶联剂等不同产生较大差异。

本试验旨在研究其材料力学性能，根据测试所得的试验结果，对比Tamrakar等[4]、Alvarez-Valencia等[5]、李思远[6]、冯嘉[7]、徐朝阳等[8]得出的结论以及国内杨木速生材的力学性能，探讨木塑复合材料应用于建筑结构的可能性。

WPC木塑复合材料的制备及其性能的研究文档623WPC木塑复合材料的制备及其性能的研究文档623一、WPC制备工艺1.原料准备：将木粉和塑料经过干燥处理，确保其含水率和挥发物含量在一定范围内。

2.配料：按照一定比例将木粉和塑料加入到混合机中进行混合，可以添加一些助剂，如稳定剂、润滑剂和颜料等。

3.热压成型：将混合好的原料放入热压机中，进行热压成型。

热压温度和时间可以根据材料和产品要求进行调整。

4.冷却固化：热压成型后的产品放置在冷却装置中进行冷却，使其固化并保持其形状。

5.切割和包装：将固化好的产品进行切割，然后进行包装，以保护产品免受外界环境的影响。

二、WPC性能研究1.力学性能：WPC具有优异的抗拉、抗弯和抗压强度。

研究表明，适当调整WPC的成分和工艺条件可以改善其力学性能，如增加木材粉末的含量、提高热压温度等。

2.耐候性能：WPC具有较好的耐候性能，能够在室外环境下长时间使用而不发生明显变形和老化。

研究发现，添加合适的防紫外线剂和抗氧剂可改善WPC的耐候性能。

3.热性能：WPC具有较低的导热系数和热膨胀系数，能够适应不同的温度变化。

研究表明，适当控制混合比例和添加填料可以改善WPC的热性能。

4.阻燃性能：WPC具有较好的阻燃性能，能够满足建筑材料的安全性要求。

研究发现，添加阻燃剂和耐火填料可以提高WPC的阻燃性能。

5.环境友好性：WPC是一种环境友好的材料，它可以替代传统的木材和塑料材料，减少对自然资源的消耗。

研究表明，WPC的制备过程中产生的废弃物可以进行回收再利用，降低对环境的污染。

总之，通过合理的配方设计和制备工艺，可以制备出具有良好性能的WPC材料。

研究WPC的性能可以为其在不同领域的应用提供数据支持，推动其在实际生产中的广泛应用。