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微孔发泡木塑复合材料普通木塑复合材料相比，微孔发泡木塑复合材料不仅具有更低的密度，而且具有更高的抗冲击强度、韧性、疲劳周期及热稳定性等。
近年来，随着技术水平的不断升级以及人们对其了解的逐渐深入，微孔发泡木塑复合材料的应用领域不断扩大，显示出良好的发展前景。
木塑复合材料一般是指用木纤维或植物纤维填充、增强改性的热塑性材料。
木塑复合材料使用纤维素纤维作为聚合物基体的增强填料，能够降低材料成本，提高制品刚度。
然而，相对于高密度纯塑料或木料，木塑复合材料的其他一些物理机械性能，如延展性、冲击强度等都有下降，再加上材料本身的脆性等因素都限制了其广泛应用。
在分析木塑复合材料的抗弯强度和抗弯弹性模量、抗压强度和抗弯强度模量之间的差异后，实验结果表明，木塑复合材料的抗弯性能远低于鹅掌楸和速生杨。
因此，用木粉和废旧塑料经挤出成型的木塑复合材料表现出塑料力学性质为主的特点，木材的力学性质不明显，用于代替木材做结构材料尚不成熟，并且抗弯、抗冲击和纵向抗压强度还有待进一步提高。
另外，热塑性木塑复合材料的密度较大（通常约为实木密度的2倍多），在某种程度上也限制了其应用。
应用木塑复合材料的微孔发泡技术，可以解决普通木塑制品中存在的诸如密度大、尺寸不能满足实际需要等问题，从而扩大木塑制品的应用领域。
微孔发泡木塑复合型材是以热塑性塑料为基体，木屑或植物纤维为主要填充料，表面结皮、芯层发泡的一种低发泡挤出制品。
其表层必须形成硬皮，属于发泡类型中的可控制发泡。
当熔体从口模挤出时，发泡熔体表面受到强烈的冷却作用，材料表面形成硬皮，截面不再增大，发泡只在芯部进行。
微孔发泡的泡孔密度为109～1015个/cm3泡孔直径在0.1～10μm，其泡孔尺寸远小于传统发泡材料。
这些小气泡能够有效阻止材料中原有裂纹的扩展，使裂纹尖端变钝，不仅可以减小材料密度，而且能够显著提高材料的抗冲击强度、韧性、疲劳周期、热稳定性等。
因此，对木纤维复合材料进行微孔发泡能够克服材料物理机械性能等方面的缺陷，有效改善其使用性能。
微发泡聚乙烯基阻燃木塑复合材料目的和意义：木塑复合材料是指采用木纤维或其他植物纤维填充及增强热塑性塑料的一种复合材料。
主要成分是塑料和木质纤维。
其中木纤维包括废木粉、锯末、刨花及废弃木材等；其他植物纤维包括农作物秸秆、稻壳、甘蔗渣、大麻、花生壳以及各种麻杆等。
热塑性塑料通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯等。
木塑复合材料具有一系列优于木材和塑料的特殊性能：有木质外观以及类似于木材的二次加工型，但尺寸稳定性要比木材好，而且吸水性小、不怕虫蛀，不会像木材那样产生裂缝和翘曲变形；具有热塑性塑料的加工性，但硬度要比塑料高、耐磨、耐老化、耐腐蚀。
相对于基体塑料，木塑复合材料的韧性、冲击强度和弯曲强度等力学性能都有所降低，且作为木材替代品，其密度过大，应用领域受到限制。
通过气体核将非常小的泡孔引入到木塑复合材料中形成的微发泡木塑复合材料。
除具备上述木塑复合材料的优点外，因材料内部存在良好的泡孔结构可以钝化裂纹尖端，阻止裂纹的扩展，从而可有效的克服一般木塑复合材料脆性大、延展性差和抗冲击性能低的缺点，并且降低了材料的密度，不仅节省原料，而且隔音、隔热性能也较好，弥补了未发泡木塑复合材料性能不足的问题。
目前用于木塑复合材料最常用的塑料品种包括HDPE、PP、PS、PVC。
除了PVC外，木质纤维材料和其他三种塑料都属于易燃材料，不经阻燃处理不能达到建筑内部装饰设计防火规范要求，用于室内存在一定的火灾隐患。
微发泡木塑复合材料作为一种新兴而广泛使用的材料，合理进行阻燃处理是扩展其使用范围，使产品多样化的重要手段之一。
微发泡木塑复合材料具有优异的性价比和较好的比强度，并且添加剂的加入可以赋予其更多的性能，因此，在许多工业领域都得到了应用。
高性能的微发泡木塑复合材料在汽车和航天工业中用来加工具有高强度且质轻的部件。
另外，微发泡木塑复合材料制品密度接近于木材，而机械强度高于木材，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，其在户外板、装饰板、结构板材等方面具有非常广泛的应用。
木塑复合材料是采用热熔塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物作为胶粘剂，用木质粉料如木材、农植物秸杆、农植物壳类物粉料为填充料，经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。
其中的热熔塑胶原料可采用工业或生活的废弃料，木粉也可以采用木材加工的下脚料、小径材等低品质木材。
从生产原料的角度而言，木质塑料制品减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了农植物焚烧给环境带来的污染。
复合过程中材料配方的选择涉及到如下几个方面：1.聚合物用于木塑复合材料加工中的塑料可以是热固性塑料和热塑性塑料，热固性塑料如环氧树脂，热塑性塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）及聚氧乙烯（PVC）。
由于木纤维热稳定较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用，尤其是聚乙烯。
塑料聚合物的选择主要依据有：聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。
如：聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。
此外，塑料的熔体流动速率（MFI）对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。
2.添加剂由于木粉具有较强的吸水性，且极性很强，而热塑性塑料多数为非极性的，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，常需使用适当的添加剂来改性聚合物和木粉的表面，以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力。
而且，高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差，常以某种聚集状态的形式存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。
同时，塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能，提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。
常用的添加剂包括如下几类：a）偶联剂能使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合；同时能降低木粉的吸水性，提高木粉与塑料的相容性及分散性，所以复合材料的力学性能明显提高。
木塑复合材料及技术介绍一、木塑复合材料木塑复合材料是近年来国际上兴起的一种新型材料，是“植物性纤维复合材料”中的一种。
“植物性纤维复合材料”已被中国科学院列入“2002年高新技术产业目录”，至今依然有效。
木塑复合材料同时具备塑料和木材的优良特性，即：既象塑料似地防水、防腐、热加工性能好，回收利用率高，又象木材似地可锯、可刨、冷加工性能好；又由于该类材料可大量使用回收塑料，可利用木屑、麦杆、稻壳、棉杆等各种农业和木材加工业的废弃物，生产出的复合材料产品可一次成型或加工成型材，其成本只略高于木材，而市场售价只为塑料产品的一半，因此，木塑材料项目不仅具有良好地社会效益和环保效益，而且具有较高的经济效益，是一项高附加值的综合利用环保项目。
国家对木塑复合材料的发展十分关心，在鼓励和规范植物性纤维复合材料技术发展上做了大量工作。
1998年国家经贸委下文指示大力开发新型包装材料以代替木制托盘。
2001年8月中国包装总公司组织审定通过“组合式塑木平托盘BB/T020-2001行业标准”。
2002年底中科院将“植物性纤维复合材料”列入“高新技术产业项目”2003年8月国家发改委下文指示加快木塑复合材料产业化步伐。
2004年3月“中国包装总公司”组建“中国同泰环境产业发展公司”，国家拨款一千万元，经在全国进行行业考察后，选用了淄博富瑞得复合材料有限公司的技术，建成了“木塑复合材料产业化示范基地”。
2005年国家又拨款五百万元，进行技术开发。
2005年5月“中国综合利用协会”成立“木塑专业委员会”，“中国包装总公司”为理事长单位，“中国同泰环境产业发展公司”为常务副理事长兼秘书长单位。
2005年8月国办发(2005)58号文通知：由国家发改委牵头制定木材代用和综合利用国家发展规划，并制定相应扶持政策。
这一切大大激励了我国的木塑复合材料的研发速度和产业化进程。
二、市场由于木塑复合材料的优良性能，所以用木塑复合材料生产的产品进入市场后，在多个应用领域确立了自身的地位。
发泡行木塑复合材料就是经过化学添加剂的化学反应将锯末、木屑、稻壳等经过高温高压后形成的材料，其特点就是抗压能力强、韧性好。
其化学添加剂主要包括发泡剂、助发泡剂、增塑剂、润滑剂、冲击改进剂以及其他助剂。
一般的生产工艺是先对木粉进行处理，将木粉充分处理后添加化学添加剂，然后采用先造粒后成型或者直接成型的方法进行制造。
制造成型的木塑复合材料具有比木材耐水、耐腐蚀，比塑料的强度高，韧性好的特点，是包装行业的首选材料。
微发泡木塑复合材料及其成型技术一、背景及意义木塑复合材料（WPC）是将有机纤维素填料如木材、糠壳、竹屑、豆类、亚麻、稻杆、玉米淀粉和坚果硬壳等以粉状、纤维状和刨花等形态作为增强物或填料加入到热塑性或热固性塑料中进行复合得到的新型功能材料。
早在１９０７年，ＬｅｏＨＢｅｎｄ博士就利用热固性酚醛树脂与木粉复合制得了木塑复合材料［1］。
与现有大多数无机填料如碳酸钙和玻纤等相比：纤维素填料具有原料易得、成本低、密度小、对设备磨损小、无污染和可降解等优点。
其中，尤以木质填料研究和应用最为广泛。
木塑制品兼有木材和塑料的双重特性：即力学性好、不怕虫蛀、不生霉菌、不吸收水分、阻燃、绝缘、使用寿命长且可重复利用等，可以作为装饰性材料应用。
此外，木塑复合材料在减少环境污染和保护森林资源等方面也有积极的社会效应和生态效应。
如今，木塑复合材料已大量用于家具、风景园林材料、栅栏、窗框和汽车内饰件等领域［2］。
尽管木塑复合材料具有上述优点，但相对未填充塑料来说，其韧性、冲击强度和弯曲强度等力学性能仍将会有所降低。
而相对纯的天然木材来说，密度又通常是木材的好几倍。
因而不能作为较好的木材替代品，因此其应用领域受到了一些限制。
为了克服分别相对于纯塑料和纯木材所呈现出来的不足，扩大木塑材料的应用范围，人们不懈地进行了大量的研究。
最后人们从微孔发泡塑料的性能中受到启发。
因为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，因此木塑材料若经过微孔发泡，其机械性能就会提高，上述性能不足的问题就迎刃而解了［3］。
木塑复合发泡材料，就是将塑料、木粉、矿物填料、助剂、改性剂和发泡剂等原料按质量比混合，经塑料成型设备加热熔融成为一种带连续均匀分布发泡微孔的复合材料。
制品密度接近于木材，而机械强度远高于木材，由于树脂用量削减一半，因而产品成本较低；此外，发泡还能赋予产品更精确的外观尺寸［4］，比非发泡复合物更具木质感，并便于安装。
因为木粉等纤维素的吸水性强和极性高，而塑料具有疏水性，所以两者之间的相容性较差。
PE基木塑复合材料的增韧与发泡工艺研究PE基木塑复合材料的增韧与发泡工艺研究摘要：PE基木塑复合材料在工程应用中具有广泛的应用前景，但其力学性能与工艺性能仍存在一定的问题。
针对这一问题，本文通过研究PE基木塑复合材料的增韧与发泡工艺，探讨了不同增韧剂和发泡剂对PE基木塑复合材料性能的影响，并对其增韧与发泡机制进行了初步分析。
研究结果表明，适当选择增韧剂和发泡剂，并通过优化工艺条件，可显著提高PE基木塑复合材料的力学性能和加工性能。
关键词：PE基木塑复合材料；增韧剂；发泡剂；力学性能；工艺性能1. 引言PE基木塑复合材料是由聚乙烯（PE）和木材构成的一种复合材料。
由于其具备优良的性能，比如良好的耐热性、化学稳定性和阻燃性能等，因此在建筑、交通运输、家具等领域有着广泛的应用前景。
然而，由于木材的自身脆性和PE的低强度，PE基木塑复合材料在力学性能和加工性能方面存在一定的问题，限制了其进一步应用。
因此，研究如何提高PE基木塑复合材料的力学性能和加工性能，成为了当前研究的热点和难点。
2. 增韧剂的选择及增韧机制增韧剂是提高PE基木塑复合材料韧性的关键因素之一。
常用的增韧剂包括改性聚丙烯酸酯（MAPP）、亚甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯接枝共聚物（MAH-g-PP-g-PE）、醋酸乙烯乙烯酯接枝聚乙烯（VAE-g-PE）等。
本研究在实验中选择了MAPP作为增韧剂，并通过控制添加量和研磨时间等工艺条件，研究其对PE基木塑复合材料力学性能的影响。
实验结果显示，随着MAPP添加量的增加，PE基木塑复合材料的抗张强度和韧性均有明显提高。
通过断口观察发现，增韧剂的添加能够有效改变断裂机制，使复合材料的断口由脆性断裂转变为韧性断裂。
这是因为增韧剂的存在能够提高复合材料的界面粘结强度，使其在受力时能有效传递应力，减少了裂纹的扩展并提高了材料的韧性。
3. 发泡剂的选择及发泡性能研究发泡剂是PE基木塑复合材料发泡工艺的重要组成部分。
发泡木塑复合材料浅谈
赵倩
河北农业大学林学院木材科学与工程0802班
摘要：本文简述了发泡木塑复合材料的独特优点，归纳总结了木粉处理、配方、成型工艺、及成型设备等关键技术，并就当前的发展情况，提出了发泡木塑复合材料的发展方向。
关键词：木塑复合材料；发泡；pvc
1 为何而来——发展背景
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。
所选用的塑料可以是新料，也可以是回收的废旧塑料，添加的植物纤维来源丰富，价格低廉，并且可以回收利用。
木塑复合材料兼具木材和塑料的双重特性：易于进行二次加工，无毒，不怕虫蛀，耐水，可重复利用等。
而相对于塑料来说，其韧性、冲击强度和弯曲强度等都会有所降低；而相对天然木材，密度又通常是木材的好几倍。
因此它的应用领域受到了一定的限制。
为了改善木塑复合材料的力学性能、降低复合材料的密度和成本, 微孔发泡木塑复合材料近年来成为当前木塑复合材料研究的热点。
目前已经制得PE、PP、PVC、PS、PUR基等类型木塑复合发泡塑料，其中PVC基木塑复合发泡塑料以其化学稳定性强、强度高、耐酸碱腐蚀、耐水浸泡、阻燃及成本低等优点而被广泛应用。
2 是什么——发泡木塑复合材料的概念
发泡木塑复合材料是在木塑复合材料的基础配方上按一定质量比例混合入发泡剂、成核剂、发泡助剂等，同样经塑料成型设备加热熔融成为一种带连续均匀分布发泡微孔的复合材料。
3 怎么造——发泡木塑复合材料生产工艺
3.1 木粉处理
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，发泡容易；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150微米左右。
木粉含量增加使加工温度升高，但木粉含量越高则越不容易发泡。
3.11 木粉处理原因
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。
3.12 木粉处理方法
物理法：
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，从而改善纤维与集体聚合物的物理粘合。
化学法：
通过改变木粉的化学结构来改善其极性，提高纤维与基体树脂的界面粘结，也有利于纤维在集体中的均匀分散，是目前木粉处理的主要方法。
3.2 pvc木塑发泡配方
3.21 发泡剂
分为AC、NaHCO3、OBSH、AC/ NaHCO3几种发泡剂，其中AC/ NaHCO3复合发泡剂制得的复合材料发泡性能最优。
并且AC用量为0.5% -1%时最佳。
3.22 助发泡剂
要获得泡孔比较均匀的发泡材料，首先发泡剂的分解温度与树脂的熔融温度接近，其次是发泡剂应在树脂达到适宜粘度的温度范围内均匀放气。
纳米ZnO粒子作为的助发泡剂，将AC突发温度降至130-160℃的范围内，且发泡稳定迅速，用量为AC的10%-30%。
泡孔调节剂ZB-530和K-400对PVC体系有促进塑化、改善表观质量、提高熔融强度和延展度的作用。
3.23 增塑剂
增塑剂DOP有助于降低PVC木塑复合材料的加工温度，减少木粉分解，改善PVC和木粉的亲和性以及熔体流动性，最终改善材料的力学性能和加工性能。
其他常用的增塑剂有丙烯酸、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯等。
最佳用量为6%-8%。
3.24 润滑剂
加入适量的润滑剂可以提高物料流动性、改善制品表面光泽，也影响发泡气体在熔体中的混合与分布，从而影响泡孔结构。
润滑剂太少，物料流动性差，发泡后易拉伤制品表面；过多则物料流动性过大，挤出压力过小，不利于泡孔成核。
常用的润滑剂有聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、石蜡等，一般用量为1-4份。
3.25 冲击改性剂
改性剂可提高复合材料的冲击强度、弯曲强度、压缩强度。
常用的冲击改性剂有CPE（氯化聚乙烯）、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、MBS、ACR，用量通常在5-9份之间。
3.26 其他助剂
除了以上主要助剂外，PVC发泡木塑复合材料制品中还需添加稳定剂、防霉剂、着色剂、阻燃剂等，各组分互相影响提高材料的各种性能。
3.3 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，并保持足够高的、稳定的机头压力，使口模压力足够大和压力降足够快，以获得形态良好的泡孔。
3.31 工艺分类
两步法：先造粒后成型。
此法有利于提高复合材料的力学性能。
一步法：省去造粒工序，采用表面改性后的木粉与PVC粉经高速混合后加料挤出。
3.32 成型温度
成型温度应考虑到物料在挤出机机筒内的物理作用和化学反应。
加料段温度既要保持物料能够
快速熔融，组织分解气体的逃逸，又要防止发泡剂提前分解；压缩段和计量段温度设定则需要考虑到化学发泡剂分解温度和分解速率，木粉烧焦和PVC分解等因素；机头温度应使熔体保持良好流动性的同时，具有足够的熔体粘度，以维持机头内的熔体处于高压下，使之在机头内不发泡。
加料段温度应控制在165℃以下，压缩段和均化段在160-180℃之间，机头和口模设在160℃以下。
3.33 螺杆转速
转速越高，挤出机内压力越大，从而越有利于成核，成核的泡孔数目也越多，发泡率就越高，但过高就会抑制泡孔生长；转速越高，剪切作用越强，容易使泡孔合并或破裂，影响发泡体质量和低密度泡沫塑料的形成；转速过高或过低，停留时间过短或过长，容易发生提前发泡或发泡剂分解不充分等现象，不利于形成均匀细密的泡孔结构。
螺杆转速的最佳值一般在12-18r/min之间。
3.34 挤出压力
挤出压力不足会造成制品表面粗糙、强度低，挤出压力过高对泡孔的生长不利。
调节机头压力，可以通过调节螺杆转速、机头温度和口模形状来实现。
3.35 成型设备
单螺杆挤出机：主要靠摩擦运送物料，混炼效果差，木粉在机筒中停留时间长，易焦。
结构简单，挤出压力高，可以承受大扭矩，投资少，维护费用低，目前仍占有一定的木塑设备市场。
锥形螺杆挤出机：物料停留时间短、停留时间分布窄、熔体温度控制效果好。
是国内外木塑成型的主要机种。
平衡螺杆挤出机：可在很高转速下工作，脱挥性能好，添加各种混合和剪切元件后，混炼能力很强。
目前广泛用于木塑的混炼造粒。
4 发泡木塑复合材料的独特优点
4.1 与木材相比
耐水、耐腐蚀、使用寿命长，较好的抗压、抗弯曲等机械强度，形状尺寸可调性好、尺寸稳定性好、不怕虫蛀
4.2 与塑料相比
冲击强度是其2~3倍，韧度是其5倍，疲劳寿命是其5倍，强度重量比是其3~5倍，并具有良好的热稳定性较低的介电常数及良好的绝缘性能等，可回收利用，对环境友好
4.3 与普通木塑复合材料相比
密度低（密度可降低2O％～45％），更高的抗冲击强度、韧性、疲劳周期和热稳定性。
尺寸变化性更大
5 发泡木塑复合材料的发展情况及发展方向
作为一种发展迅速的新型木塑复合材料，微孔发泡木塑复合材料具有优异的性价比和较好的比强度，且加入添加剂可赋予其更多性能，使其有极其宽广的应用领域，并且可回收性、环境友好性成为该类材料的发展方向。
近年来，随着技术水平的不断升级以及人们对其了解的逐渐深入，微孔木塑复合材料的应用领域不断扩大，如汽车内饰（美国福特，德国奔驰、奥迪、法国雪铁龙、瑞典沃尔沃等名牌轿车的内装饰基材，均不同程度使用了木塑复合材料）、复合管材、铁路枕木、车厢箱板、电缆护管、井盖等，其中很多产品已从论证阶段步入应用测试阶段。
值得注意的是，从近几届国际汽车博览会推出的轿车零部件产品来看，采用木塑复合材料制造轿车内饰件基材，已经成为此类产品发展的主要应用趋势之一。
此外，充分利用计算机资源，将软件模拟与实验研究相结合，将先进的计算机模拟技术引入到发泡木塑复合材料的配方设计中，也是赋予其更卓越性能的重要方法。
当然改善木纤维与塑料基体的界面相容性，如何更降低成本、节约能源，完善加工设备使之能工业化生产等，也是要进一步进行的研究。
相信发泡木塑复合材料会以其巨大的优势占据材料市场的一席之地。
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[5]豆丁网，微发泡木塑复合材料的研究进展
作者简介：赵倩，女，大学本科，河北农业大学木材科学与工程专业。
