PVC木塑复合材料挤出发泡的研究进展

木塑复合材料的研究进展现阶段木塑复合材料的基体主要有PP、PE、PVC、PS以及ABS等,从目前市场上的产品来看,主要是PE基的木塑复合材料制品,而PP 基和PVC基的木塑复合材料也占一定的比例。

目前,木塑复合材料的研究也以这三种塑料基体为基础,但许多研究者已经开始进行新型木塑复合材料的研发。

1. PE基木塑复合材料聚乙烯(PE)是一种无毒、质轻、具有优异的耐化学腐蚀性和电绝缘性的热塑性聚合物，广泛应用于电器工业、化学工业、食品工业、机器制造业和农业等方面。

PE 树脂的产量自20世纪60年代中期以来一直高居世界塑料产量的首位，常见的品种有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及线形低密度聚乙烯(LLDPE),性能各有不同,其中HDPE在木塑复合材料的应用最为广泛。

Cui J.等[1]将丙烯酰胺-甲醛-尿素三元共聚物(AMFU)用于增容植物纤维/HDPE复合材料体系，结果表明AMFU对植物纤维/HDPE复合体系有良好的增容作用，使得复合材料的静态和动态力学性能明显改善，复合材料的吸水率降低。

该研究给出了一种增容木塑复合材料的新途径。

Tan H.等[2]研究了MAPE对椰壳纤维/LLDPE复合材料体系力学性能的影响，并用扫描电子显微镜观察了复合材料冲击断面的形貌。

研究发现,加入MAPE后，复合材料的弯曲强度和冲击强度均高于未加界面改性剂的；SEM照片显示,加入MAPE的复合材料有更好的界面粘接，椰壳纤维和LLDPE树脂基体间的相容性得到了改善，这也是复合材料刚性和韧性提高的主要原因。

2. PP基木塑复合材料聚丙烯(PP)树脂按结构不同，可以分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三类，目前作为塑料使用的PP一般均为等规结构的。

PP的电绝缘性和耐化学腐蚀性优良，尤其是力学性能和耐热性在通用塑料中是最好的，但其低温脆性大，耐老化性不好。

由PP的价格相对低廉，目前其在木塑复合材料中的应用也很广泛。

聚乙烯挤出发泡成型研究
聚乙烯挤出发泡成型是一种将聚乙烯挤出后发泡成型的生产工艺。

该工艺的优点在于，可以制备轻质、高强度、隔热性能好的聚乙烯制品，如管道、板材、注塑件等。

因此，聚乙烯挤出发泡成型工艺得到
了广泛应用。

在该工艺中，首先将聚乙烯加热至熔融状态，然后通过挤出机将
熔融聚乙烯挤出，形成所需的成型件。

接下来，将成型件送入发泡室，加压向其中注入发泡剂，使其开始发泡。

待发泡完成后，将发泡成品
经过切割、修整等处理，得到所需的成品。

该工艺的成品具有密度低、吸音性好、绝缘性强、韧性好等优点，被广泛应用于建材、家具、汽车、包装等领域。

而随着人们对环保要
求的提高，聚乙烯挤出发泡成型技术也得到了进一步发展，新型的发
泡剂和增强材料的引入，为该工艺的推广和应用提供了更加广阔的空间。

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。

早在 20 世纪 40 年代，PVC 泡沫塑料在欧洲就已经研发成功并被广泛应用。

随着市场需求的多样化和高标准化， PVC 泡沫塑料的成型配方与加工技术日新月异，得到了不断的完善和优化。

近年来高性能PVC 发泡材料的开发更是成为了国内外学者研究的热点。

Vaikhanski L 等研究了芳纶纤维增强 R-PVC 发泡材料的研究。

利用可发性 PVC 颗粒和改性芳纶纤维通过振动渗透、模压成型的方法解决了纤维在成型过程中分散性和相容差的问题。

结果表明：与无纤维增强的 R-PVC 发泡材料相比，这种复合泡沫材料的拉伸强度、拉伸模量分别提高了 6 倍和 8 倍，剪切强度和剪切模量也增加了 1.8 倍和 2.4 倍;与交联 R-PVC 发泡材料相比，这种材料的冲击强度，抗疲劳强度以及撕裂强度都提高了许多。

Dey S K 等通过将物理发泡剂注射到挤出机型腔内，通过挤出成型的工艺制备了 R-PVC 发泡型材。

通过此方法解决了 PVC 使用化学发泡剂挤出发泡成型的缺陷，如有机发泡剂分解残渣对设备、模具和产品的影响，有机发泡剂因在树脂中发生迁移而影响发泡的稳定性等，同时还可以较大程度地降低了成本。

Sharma V K 等以电子束为辐照源辐照交联改 PVC，分析了 TMPTA、TEGDA和 TEGDM 三种敏化剂对 PVC 热稳定性和交联速率的影响。

研究表明当 TMPTA添加量为为 5%时，PVC 交联效果最佳，拉伸强度达到了 23 MPa，比普通 PVC 提高了 7%，同时热分解温度提高了许多。

Tamas J 等采用三嗪类交联剂对 PVC 进行交联改性，改性条件为：温度 96 ℃，四丁基溴化铵的碱性溶液。

研究表明，交联 PVC 体系的拉伸强度和杨氏模量都得到了很大的提高，而断裂伸长率明显下降。

交联 PVC 产品的热变形温度显著提高，当聚合物的凝胶含量达到为 75%时，热变形温度提高了 13℃。

采用过氧化物和辐射交联 PVC 具有着色严重的缺点，而采用三嗪类化合物对 PVC 进行交联正好可以改善这一问题。

木塑复合材料加工技术研究现状及发展趋势随着近年来对环境保护意识的提高以及对可持续发展的追求，木塑复合材料作为一种环保、可持续发展的新型材料，得到了越来越广泛的应用。

木塑复合材料是以木材和塑料为主要原料，经过混合、挤压成型等工艺制成的一种新型材料。

它既保留了木材的天然质感和美观性，又具有塑料的耐候性和抗腐蚀性，具有良好的机械性能和性价比优势。

目前，木塑复合材料加工技术已经相对成熟，主要包括原料处理、混合、挤出成型、表面处理等环节。

原料处理包括木材和塑料的预处理，如木材的刨花、干燥和粉碎，塑料的研磨和预掺配等。

混合阶段是将木材颗粒和塑料颗粒按一定比例进行混合，再加入一定的添加剂，如防腐剂、助剂等。

挤出成型是将混合后的原料经过挤压成型机进行挤出，形成所需的产品形状。

最后，对挤出成型后的产品进行表面处理，如砂光、刮痕等，以增加产品的光洁度和表面质感。

目前木塑复合材料加工技术的发展趋势有以下几个方面：1.高效节能：通过改良挤出工艺和提高设备的效率，实现木塑复合材料的高效生产。

同时，优化工艺流程，减少能源消耗，实现节能效果。

2.精细化加工：加强对原料的处理和调控，提高木塑复合材料的品质和稳定性。

通过改善原料的成分和粒度分布，提高产品的强度和表面光洁度。

3.降低成本：通过改进加工工艺和降低原材料成本，降低木塑复合材料的生产成本。

例如，可以采用回收利用的木材和塑料，降低原材料的采购成本。

4.绿色环保：加强对木塑复合材料的环保性能的研究和开发。

例如，研发更环保的添加剂、改进废弃物的处理方法，减少木塑复合材料生产过程中的环境污染。

5.应用拓展：木塑复合材料具有广泛的应用前景，可以代替传统的木制品和塑料制品。

未来，木塑复合材料可以应用在建筑、家居、交通工具等多个领域，例如室内地板、室外装饰板、花箱、道路护栏等。

总之，木塑复合材料加工技术在不断发展，具有广阔的应用前景。

随着技术的进步和需求的增加，木塑复合材料的生产技术和加工工艺将迎来更多的创新和突破。

国内外木塑复合材料的研究进展摘要：阐述了木塑复合材料在21世纪的研究进展，涉及国内外在近几年的主要研究成果，介绍了包括界面相容性的改善方法、加工工艺的改进以及木塑复合材料的相关性能探讨，并提出了我国木塑复合材料今后的发展方向。

关键词：木塑;复合材料;研究进展木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺生产出的板材或型材。

主要用于建材、家具、物流包装等行业。

将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

1 国内木塑复合材料研究进展木塑复合材料这种新兴的环保材料产品在世界范围得到越来越多的关注和认可，其生产量和使用量都在逐年快速增加。

我国在木塑复合材料方面的研究也一直处于进步状态，进行了大量有益的试验并取得不少成果。

2001年贺德留[1]等在低温和中温环境中进行两个阶段的化学反应引发聚合固化，实验中以速生劣质材杨木为基材，以有机单体甲基丙烯酸甲酯作为浸滞剂，并着以适当颜色，在真空状态下作浸滞处理，处理件在石蜡包围下，制造出木塑复合材料。

该技术实际应用中出现的问题有很多，但在此工艺基础上，通过制作杨木木塑复合材料地板试验已基本解决。

研究得出相关结果有：木材的含水率需要达到一定的指数才可以进行浸注;采用甲基丙烯酸甲酯为浸注液时，偶氮二异丁腈的有机单体量也有一定规定，而且把偶谈二异丁腈作为化学引发剂;微量加入还原剂亚铁离子的方法可以改变和强化复合材料的性能，但须注意要定期往循环浸注液中补加亚铁离子和化学引发剂;制作高硬度的木塑地板时可以在有机单体中加入色素(而且加入量是有一定的规定)，这样既改变了复合材料颜色，同时增强了复合材料的性能;浸注过程的真空度尽可能保持不变，当浸注真空度和浸注时间达到要求的数值时可以制作木塑复合材料地板同时也满足材料的硬度要求很大时的情况;最后一步一定要及时进行石蜡包裹，石蜡油温度在一定数值时才能达到理想的包裹效果;有机单体在木材内的聚合固化程序时间也在实验中得到验证。

丙烯高温氯化法生产工艺成熟，具有生产大型化、连续化和自动化的特点，操作稳定，生产成本较低，其中间产物氯丙烯既可作为精细化工原料又可作为商品出售，再加上环化塔负压操作，反应器改进等先进技术的采用，反应收率，外排废水COD含量均比以前有较大的改进，仍然是目前环氧氯丙烷生产的主流工艺。

醋酸丙烯酯法虽然反应条件缓和，副产物少，而且氯气和石灰原料消耗减半，但该工艺存在着反应步骤多，需用不锈钢材料防醋酸腐蚀导致一次性投资较大，防止烯丙醇单元混合气爆炸的安全可靠性等不足，目前工业化生产基本上不采用该法。

甘油法相对于丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法具有明显的成本优势和环保优势，不消耗丙烯，无须使用氯气，不需要昂贵的催化剂：操作条件缓和，成本低，投资少，仅为丙烯法的1／4，“三废”少，可实现清洁生产，具有较大的市场竞争力，将是今后发展的方向。

目前，我国环氧氯丙烷的生产主要采用丙烯高温氯化法，随着石油价格的大幅上涨，采用的丙烯高温氯化法生产路线面临越来越大的价格压力，大力发展环氧氯丙烷新的生产技术路线已迫在眉睫。

随着国内生产生物柴油装置的相继投产，副产物甘油的市场供应量将不断增大，因此，应该大力开发促进甘油生产环氧氯丙烷路线的发展，这样既能减少国家对石油的依赖，促进生物质能源产业的顺利发展，又能有利地促进我国环氧氯丙烷及相关行业的健康、有序、稳步发展。

聚氯乙烯木塑材料的开发与应用进展汪多仁（吉化公司石井沟联合化工厂１３２１０５）一、理化性质聚氯乙烯木塑料质轻、坚固、价廉、叫锯、可刨、可钉、可焊接和可黏的合复合材料。

它又是一种很好的隔音、隔热、保暖材料，用它制作的下水道同样具有质轻、价廉、抗冲击等优点。

二、工艺开发(一)操作过程硬聚氯乙烯人造木材是PVC与多种助剂经混合、造粒、挤出、发泡而成。

影响PVC基木塑复合材料性能的因素很多，例如热稳定剂．加工助剂、冲击改性剂、润滑剂、加工工艺、木粉的表面处理等都会对复合材种的性能产生影响。

PVC发泡板材的成型机理和发泡材料研究作者：苗伟来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：随着森林和木材资源的日益紧张和国家对资源保护程度逐渐加强，以PVC材料代替木材已经大势所趋。

目前PVC发泡板材已经广泛应用于建筑、化工、医药等行业。

本文通过查阅大量PVC发泡板材的相关文献资料，主要介绍了PVC板材的分类、特点和性能，并对板材的成型机理和常见发泡材料进行了系统的总结，旨在为PVC发泡板材的生产、应用提供一定的参考价值。

关键词：PVC发泡板材；成型机理；发泡材料前言：PVC发泡板材指的是以PVC树脂为主要原料，加入包括稳定剂、发泡剂、润滑剂、发泡调节剂等辅助助剂，经过塑化、挤出发泡加工制备的不同形状的板状材料[1]。

PVC发泡板，即雪弗板、安迪板[2]，由于具备较小的密度、较低的热导率，较好吸收噪音的效果，阻燃性好，耐腐蚀性能好，易于加工等优点而被建筑装潢、室内装修、公共建筑隔断板材、建筑地板等领域广泛应用[3]。

目前PVC发泡板材在国外应用较多，目前我国PVC发泡板材的年产量和发达国家相比还存在较大的差距，PVC发泡材料在各行各业还没有得到普及。

然而，随着木材、森林资源的日益紧张，以PVC来代替木材已经成为材料领域研究的热点，PVC发泡板材的发展前景广阔[4]。

不同应用领域所需要的PVC发泡板可能存在形状、性能上的差异，所需的发泡材料也不尽相同，这就决定了不同发泡板材的成型机理存在差异[5]。

1 PVC发泡板材1.1 PVC发泡板材的分类（1）根据发泡程度的不同可以将PVC发泡板材分为低发程度的发泡板材和高发程度的PVC发泡板材。

其中，发泡程度位于20倍以上的被称为高程度发泡板材，位于15倍以下的被称为低程度发泡板材[6]。

（2）根据泡体质地软硬程度的差异，可以将PVC发泡板材分为软质发泡板和硬质发泡板两大类。

其中软质PVC发泡板材的硬度和强度较小，发泡程度高，倍数大，常用于保温材料的制备[7]。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟PVC/木粉复合微发泡新型材料的研制根据国家“九五”发展计划和二0一0年“以塑代木、以塑代钢、节约资源、保护环境”的远景目标规划，北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所与上海宸得塑胶制品合作公司经过多年的攻关与研究，成功地研制出PVC/木粉复合新材料及其制品生产技术。

其特点是在PVC塑料原料中添加30-50%的木质纤维填料（木粉）和各种加工助剂如稳定剂、改性剂、润滑剂、发泡剂等，利用高速混合机混合后，经专用造粒挤出机制备成不同规格及等级的木塑颗粒，最后使用成型挤出机、模具及不同工艺生产各种形状的PVC木塑复合微发泡装饰型材。

其关键技术是保证木质粉料较高填充量，以达到制品有较低的生产成本和较高的使用性能，同时由于对木粉进行了表面处理，使其能被PVC 树脂很好地润湿，达到最佳结合界面。

该项目符合国家新上项目要以节材、节能、安全作为发展重点，满足市场需要，填补国内空白要求的精神，符合“以塑代木”、“以塑代钢”的长期技术国策。

PVC/木粉复合材料发展很快，以其高韧性、成本低等优势正逐步取代传统的木质品。

但聚氯乙烯与木粉复合后，其延展性和耐冲击性降低，材料脆性大，密度也比传统木质品高出近2倍，这些因素限制了它的广泛使用。

为了消除上述缺点，通常采用添加冲击改性剂的方法提高其冲击性能，但这种方式对改善制品的延展性和降低密度几乎无效。

近几年，研发方向转向微发泡成型技术，经发泡后的PVC/木粉复合材料由于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，从而显着提高材料的抗冲击性能和延展性，而且大大降低了制品的密度。

挤出微发泡法以其成专注下一代成长，为了孩子。