木塑复合材料综述
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木塑复合材料概述汇总木塑复合材料由木材纤维和塑料基料按照一定比例混合而成。
木材纤维通常是所谓的废旧木材或木材碎屑,这些废料通常选择不进行其他再利用,对环境造成负面影响。
通过将这些废弃物材料与塑料基料混合,既能够有效地利用资源,又能够减少对环境的污染。
木塑复合材料的制造过程分为干法和湿法两种。
干法制造过程中,先将木材纤维进行预处理,使其达到所需的含水率,然后与塑料基料进行混合,并通过热压成型得到所需要的产品。
湿法制造过程中,将相应的木材纤维和塑料基料混合搅拌,然后通过挤出成型得到最终产品。
制造过程中的塑化剂和防腐剂等添加剂可以根据需求进行调整。
木塑复合材料的优点在于它的环保性和可塑性。
木材纤维的添加使得复合材料更加环保,减少了塑料的使用量。
木塑复合材料在不经常接触水的情况下,可以达到不变形、耐腐蚀、防火等优点。
与实木相比,它不会腐烂、膨胀或收缩,同时具有较高的强度和刚性。
另外,木塑复合材料还具有一定的阻燃性,不易燃烧,能有效防止火灾事故的发生。
此外,它的耐水性和耐候性较强,不容易受潮或者变形。
这样的特点使得木塑复合材料在室外环境中应用广泛。
木塑复合材料还具有容易加工、易清洗等特点,使得它可以灵活地应用在不同的领域中。
然而,木塑复合材料也存在一定的缺点。
由于其中包含的塑料成分,它不具备实木的质感和质量感。
而且,在一些恶劣环境下,木塑复合材料会因为塑料的蠕动性而容易受到影响。
此外,长时间暴露在太阳光下会导致其颜色褪色,影响外观效果。
总的来说,木塑复合材料是一种具有环保性和可塑性的新型材料。
它有效地利用了废旧木材等资源,减少了对环境的负面影响。
由于其具备木材和塑料的特点,使得它可以在建筑、家具和日常用品等领域中得到广泛应用。
随着对环保材料的需求不断增加,木塑复合材料有着广阔的发展前景。
木塑复合材料研究报告
木塑复合材料是一种新型的材料,其主要组成成分包括木粉和塑料。
这种材料不仅具有木材的天然美感和塑料的优异性能,而且还具
有抗老化、耐腐蚀、防水防潮、防腐蚀和耐高温等优点。
因此,它被
广泛应用于建筑、装饰、家具制造和园林景观等领域。
木塑复合材料的研究与开发始于20世纪80年代初期。
最初的目
的是为了解决木材在使用过程中遇到的各种缺陷和问题。
在这一时期,木塑复合材料主要是基于聚氯乙烯和木粉制造的。
随着科技的不断发
展和进步,人们开始探索其他塑料的使用方式和结合方式。
在新的研
究中,木塑复合材料的应用范围也得到了拓展。
当前,木塑复合材料已经成为一个热门的研究领域。
科学家们致
力于提高木塑复合材料的生产效率,改善其性能特点,加强其环保性能。
因此,现代的木塑复合材料已经广泛应用于许多领域,包括室外
地面、防震墙板、阳台立柱、公园花园、餐桌椅子和家具等领域。
在
这一过程中,人们也开始探索新的应用方式和技术创新。
总之,木塑复合材料具有众多的优点和广泛的应用范围。
它不仅
可以解决木材遇到的问题,还能够满足人们对环保性能和美观品质的
需求。
随着科学技术的不断进步和发展,木塑复合材料的广泛应用将
会在未来得到更多的拓展和创新。
__________________________________________________木塑复合材料摘要:木塑复合材料具有比单独的木质材料和塑料产品更优异的品质,是实木的理想替代品,它的出现可以减少废弃木料和塑料对环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。
本文介绍了木塑复合材料的定义、特点、加工工艺、分类和应用以及未来发展的趋势,并对木塑复合材料的优缺点进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。
关键词:木塑;性能;加工工艺;分类;应用;发展趋势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,塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。
一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。
木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料,添加部分相关改性剂,经挤出成型为板材、型材、管材而成。
此类产品可替代相应木制品,人们由此可节约大量的森林资源,处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉,故可大大有利于保护并改善生态环境,是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。
1 木塑复合材料定义及特点1.1 木塑复合材料的定义木塑复合材料是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为主原料,利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点,配混一定比例的塑料基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料,目前国内外对此称谓不一,也有将其称之为:塑木、环保木、科技木、再生木、聚合木、聚保木、塑美木或保利木,英文名称:Wood-Plastic Composites,缩写为WPC。
一般说来,以生物质材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料,或以塑料原料为基添加一定比例的生物质材料制成的材料,均可称为木塑复合材料。
1.2 复合材料的特点:(1)原料资源化,其生物质材料部分基本分为废弃物利用,来源广泛,价值低廉;塑料组分要求不高,新、旧料或混合料均可,充分体现了资源的综合利用和有效利用;(2)产品可塑化,木塑产品为人工整体合成制品,可根据使用要求随机调整产品工艺和配方,从而生产出不同性能和形状的材料,其型材利用率接近100%;(3)应用环保化,木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均环保安全,无毒无害,其生产加工过程中也不会产生副作用,故对人体和环境均不构成任何危害;(4)成本经济化,即木塑制品实现了低价值材料向高附加值产品的转移,不仅维护费用极低,而且产品寿命数倍于普通天然木材,综合比较具有明显的经济优势;(5)回收再生化,即木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用,且不会影响产品使用性能,能够真正实现“减量化、再生化、资源化”的循环经济模式。
木塑复合材料木塑复合材料(WPC)是一种新型的绿色环保复合材料,是将废塑料(PE、PP、ABS、PVC等)与加工处理过的废旧木材,包括锯末、木材枝杈、稻壳、农作物秸秆、花生壳等以一定比例,添加特制助剂,经高温高压处理后制成结构型材。
它可以直接挤出或热压成制品或将型材再装配成产品如托盘或包装箱。
木塑新型复合材料具有许多优点:①耐酸碱、耐化学品、耐盐水性好;②可以在低温下使用;③耐紫外光;④不腐烂、不开裂或翘曲等;而且机械性能好、价格便宜、加工方便、可回收等特点。
木塑复合材料98%的原料为废旧材料,可制成各种截面形状和尺寸的制品,而且使用维修简单,可锯、可刨、可钉,既保留了木材在加工性能方面的优势,又克服了木材不耐用、怕虫蛀腐蚀的缺点。
木塑复合材料是一种性能优良、经济环保的新材料,可以替代外运货物木制包装材料和铺垫材料,也可以用于化工行业的耐腐工棚,装饰板,地板,通道,台架以及铸造模型等。
据统计在我国,城市人口每年产生的废旧塑料达240万~280万吨;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。
国内外木塑复合材料的发展现状木塑材料在国内市场尚处起步阶段,木塑制品在国内市场还没有大面积推广。
国内目前约有木塑材料生产厂家50-60家,绝大部分厂家只有2-3条生产线,生产的产品大部分为托盘,生产工艺几乎都是先造粒(少数不造粒,但经过两次挤出塑化),再通过双螺杆或单螺杆挤出机挤出成型材,最后进行组合装配。
据统计在2004年中,国内木塑制品主要为托盘,数量达到200万个,占木塑制品产量的60%-70%;其余用做铺板、仓库垫板或垃圾箱等。
基本上都是中低挡产品,价格便宜,产品粗糙,附加值低。
美国是世界上木塑制品生产和应用最大的国家,在2000年约生产出20万吨木塑复合材料,其最大制品是铺板,其次为阳台盖板,以及窗户、门和栏杆用到的型材。
室内设计中木塑复合材料的应用提纲:一. 木塑复合材料的概述和特点二. 室内设计中木塑复合材料的应用三. 木塑复合材料的优势和劣势四. 木塑复合材料的维护和保养五. 木塑复合材料在实际案例中的应用情况部分一:木塑复合材料的概述和特点木塑复合材料,又叫做木塑材料(WPC),是一种由高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)和木粉或竹粉等天然纤维制成的复合材料。
木塑材料能够更好的满足市场需求,是木材和塑料两者的优势的共同体现。
木塑复合材料具有耐蚀,耐候性强,不易吸水,不变形,易加工,环保,可循环再利用等特点。
部分二:室内设计中木塑复合材料的应用室内设计中木塑复合材料被广泛应用于地板、墙面、天花板、家具等领域。
木塑复合材料地板能够更好地防潮防水,也方便日常打扫。
墙面应用木塑复合材料可以使整个墙面具有耐候性和保养性。
天花板木塑复合材料的应用可以提高居室的安全保障。
家具的木塑复合材料使用更加环保和健康,同时材料更加稳定,有利于长期使用。
部分三:木塑复合材料的优势和劣势优势:木塑复合材料是一种环保,可循环再利用的新型材料,其表面光滑且不会吸水,有效防止潮湿腐烂等问题。
木塑材料的燃烧性能好,符合国家环保标准。
劣势:木塑复合材料即使产品轻量化,但是其密度过高,会使制品具有一定的硬度和重量,不利于搬运和运输等。
同时制品的加工难度和成本相对较高。
部分四:木塑复合材料的维护和保养木塑复合材料的维护和保养需遵循下列原则:1. 不要使用尖锐或锐利的工具对木塑复合材料进行划痕或破损测试。
2. 木塑复合材料在清洁时需要使用1%的免税清洗剂,清洗以后使用软布或海绵擦干。
不可使用具有酸性和碱性的清洗剂。
3. 在刮蹭或碰撞时,需要使用铝箔纸、砂纸和其他软性的制品在木塑复合材料表面进行清理和修复。
4. 经常砂掉木塑复合材料表面的污垢,以保证其美观度。
部分五:木塑复合材料在实际案例中的应用情况1.环球金融广场环球金融广场是越南第一家同时拥有五星级酒店、高档购物中心、商业写字楼、会议中心和高端公寓等功能的综合体。
木塑复合材料项目总结分析报告一、项目介绍二、项目成果1.产品质量优异:经过大量研发和实验验证,本项目成功开发出符合国家标准的高品质木塑复合材料产品,其物理力学性能、防腐性能和耐候性能都达到了预期目标。
2.生产线稳定运行:项目组建立了完善的生产流程和质量控制体系,生产线运行稳定,产品一致性好,满足市场需求。
3.市场占有率提升:项目组积极拓展市场,与多家建材企业建立了合作关系,产品在市场上得到广泛认可,市场占有率逐步提升。
三、问题分析1.原材料供应不稳定:项目组长期依赖特定供应商提供木粉和塑料原材料,供应商存在交货延迟和价格波动等问题,影响了生产进度和成本控制。
2.技术创新缺乏:目前市场上的木塑复合材料产品种类繁多,竞争激烈。
项目组应加大技术研发力度,提高产品的创新性和竞争力。
3.市场营销不够主动:项目组在市场推广方面较为被动,缺乏主动出击的战略思维。
需要增加市场营销投入,加强品牌建设和推广活动。
四、改进建议1.多元化原材料采购渠道:项目组应寻找多个可靠的原材料供应商,建立长期稳定的合作关系,以避免单一供应商的风险。
并且应保持与供应商密切沟通,及时了解原材料市场情况。
2.提高技术创新力度:项目组应加大对新技术的研发投入,掌握行业动态,引进先进的生产设备和工艺,提高产品的质量和性能,增强产品的差异化优势。
3.主动拓展市场:项目组应积极主动地开展市场调研,了解市场需求,准确把握趋势。
通过加强品牌建设、展会参展等方式,提高品牌知名度和市场份额。
五、项目展望随着人们对环保材料的需求增长,木塑复合材料市场前景广阔。
项目组应加大研发创新力度,提高产品的成本效益和综合性能,不断拓展应用领域。
同时要加强市场营销策划,建立良好的合作关系,提高市场份额。
六、总结木塑复合材料项目在产品质量、生产线稳定运行和市场占有率提升方面取得了较好的成果。
然而,项目仍存在原材料供应不稳定、技术创新缺乏和市场营销不够主动等问题。
通过多元化原材料采购渠道、提高技术创新力度和主动拓展市场等改进措施,项目组有望进一步提高项目的成果和市场竞争力。
木塑复合材料黄立名3100702047,金属1002,材料科学与工程学院摘要:木塑复合材料(WPC)具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性质,是木材的理想替代品,它的出现可以减少废弃木材和塑料对城市环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。
本文简要介绍了木塑复合材料的成分、特点、加工工艺、在国内外的研究现状以及应用,并对木塑复合材料的发展方向进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。
关键词:木塑复合材料;应用;发展前景;木塑复合材料(wood-plastics composites,简称WPC)是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的成本和性能的优点,经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品,替代木材和塑料。
木纤维塑料配混料研究已有80多年历史,但一直未能工业化,15年前左右,才很小量用于低值的吸声制品。
由于环境观念的加强,美国建筑工业寻找象木一样的替代材料(不腐蚀、不翘曲、维修方便,外观与木材相似),而韩国和日本的纸、木材加工厂为寻找锯木粉、废木屑等的应用,都推动和加速了WPC的研究和应用开发。
把木粉填充配混料加工成建筑和结构用型材是目前挤出行业最活跃的部门之一,新应用开发也层出不穷,所以尽管已有几十年的研究历史,但由于WPC 巨大的潜在应用市场,使其象一种新产品受到人们普遍关注。
不少国家投入力量加快开发和应用步伐,尤其是型材的生产,被称为是一个“热门”市场。
木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维,决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。
1) 良好的加工性能木塑复合材料内含塑料和纤维,因此,具有同木材相类似的加工性能,可锯、可钉、可刨,使用木工器具即可完成,且握钉力明显优于其他合成材料。
机械性能优于木质材料。
握钉力一般是木材的3倍,是刨花板的5倍。
2) 良好的强度性能木塑复合材料内含塑料,因而具有较好的弹性模量。
此外,由于内含纤维并经与塑料充分混合,因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料。
木塑复合材料项目总结报告一、项目背景木塑复合材料是由木材和塑料混合而成的一种新型材料,具有优良的物理化学性能,广泛应用于建筑、装饰、交通、家具等领域。
为了推进木塑复合材料的生产和应用,本项目在XXX公司启动,主要工作内容为XXX。
本项目于XX年XX月启动,历时X个月的研发阶段,经过实验室试制和工业化试验,取得了X个重要的研究成果。
二、项目目标本项目旨在研发一种具有良好性能的木塑复合材料,以满足市场需求。
具体目标如下:1.开发一种新型的木塑复合材料配方,使其具有优良的力学性能和耐候性;2.构建稳定的生产工艺流程,确保产品质量稳定;3.实现规模化生产,满足市场需求。
三、项目成果通过本项目的研发工作,取得了以下重要成果:1.成功开发出一种新型的木塑复合材料配方,通过优化原料比例和添加适量的助剂,使得产品具有良好的力学性能和耐候性。
2.研究出一套稳定的生产工艺流程,确保产品批量生产的一致性和稳定性。
3.建立了一套严格的质量控制体系,包括原材料检测、生产过程控制和产品成品检验等部分,确保产品质量符合标准要求。
4.成功将该木塑复合材料应用于XXX领域,取得了显著的经济效益和社会效益。
四、项目经验1.技术上,本项目注重原料比例和助剂的选择与配比,通过对各种组分的试验和分析,找到了最佳的配方,确保了产品性能的稳定和一致。
2.生产上,采用先进的设备,进行生产工艺流程的优化,提高了生产效率和产品质量;3.质量控制上,建立了完善的质量检验体系,对原材料和成品进行严格检测,确保产品符合国家相关标准。
五、项目价值本项目的研发成果具有重要的经济价值和社会价值:1.经济价值:该木塑复合材料具有良好的性能和广泛的应用领域,可以替代传统材料,减少了对天然资源的消耗,降低了生产成本,提高了产品的市场竞争力。
2.社会价值:该木塑复合材料具有环保性能,可以有效减少木材的砍伐,减少空气污染,降低了对环境的影响,推动了绿色可持续发展的进程。
木塑复合材料发展与研究朱东锋(浙江工商大学环境学院,浙江杭州310012)摘要:本文着重阐述了木塑复合材料的发展历史及与研究现状,通过结构特性和影响因素的分析,最后对我国未来发展的趋势,提出了一些针对性的建议。
关键词:木塑复合材料;因素;发展趋势;建议Abstract: This paper focuses on the development history and the status of wood-plastic composite through analysis of the structural characteristics and. Influencing factors, the last of China’s future developments trends, made a number of specific recommendationsKeywords: Wood-plastic composite materials; Factors; Developments trends; Recommendations1 前言1.1 木塑复合材料的背景木塑复合材料(Wood plastic composites,简称WPC)是采用木质纤维或植物纤维填充、增强,经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。
近年来,木塑复合材料引起了科技界和工业界的极大关注,是当今世界上许多国家逐步研究推广应用的新型材料。
其原因是:现代生活中人们对塑料的依赖性越来越强,从简单的生活器具到昂贵的家用电器,从办公日用品到尖端的科学仪器,无处不昭示着塑料的存在。
然而,人们在享受便利生活、感叹科技发达的同时,又被挥之不去的白色污染所困扰。
为此,目前世界各国都投入人力、物力,开发各种废旧塑料回收利用的技术,致力于降低塑料回收利用的成本和开发其合适的应用领域。
此外,目前全球森林资源日渐枯竭,人们已经认识到森林在保护环境,维持生态平衡中的重要作用,限伐、禁伐森林的法令不断颁布,对于木材的利用提出高的要求。
一方面尽量减少木材的采伐量,推进寻找木材的替代品,另一方面要提高木材的利用率。
传统木材的使用中有25%~30%属于“废料”,如何将这些边角料加以利用,提高木材工业利用效率。
WPC产品恰好为废旧塑料的循环利用提供了良好的出路、它的代木作用又对节省木材资源起到了不容忽视的作用[1]。
工业咨询家认为发展WPC的推动力来自合理利用地球有限资源的要求,减少原始木材用量,保护森林,回收再利用旧木粉和塑料。
由于现在的经济的快速发展主要是以牺牲环境和资源为代价而维持的,随着人们环保意识的加强,要求保护森林资源,减少利用新木材的呼声日趋高涨,因此回收利用低成本的废旧木材和塑料成为可持续发展观首先要解决的难题之一[2]。
在过去,废的旧木材、植物纤维及塑料都只能焚烧处理,产生的二氧化碳对地球有温室效应,而有些塑料的焚烧还会产生二噁英等对人体有害的气体。
在这种情况下,木塑复合材料应运而生,人们也加大了对其的研究和开发力度,并取得了一些实质性的进展,这些都加速了木塑复合材料的产业化大规模应用的步伐[3]。
1.2 木塑复合材料优点木塑复合材料兼有木材和塑料的优点,同时还具备一系列独特的优良特性:l、耐虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小,使用寿命长;2、类似木材的外观,但比木材的尺寸稳定性好,不会产生裂缝、翘曲且无木材疤痕,有类似木材的二次加工性,可切割,粘贴,用钉子或者螺栓连接固定;3、比塑料硬度高,具有热塑性塑料的可加工性,能重复使用和回收在利用,有利于环境的保护;4、可以赋予其不同的性能,例如阻燃性能,使之更加适应实际生活的需要;5、社会经济型好,适合我国可持续发展战略。
随着挤出设备和挤出技术的发展,人们又通过木塑复合微孔发泡技术制得木塑复合微孔发泡材料。
它比不发泡材料具有更高的冲击强度、更高的韧性、更长的疲劳寿命、更好的热稳定性和更低的密度,进一步拓宽了木塑复合材料制品应用的范围[4]。
2 木塑复合材料的历史与现状早在1907年LeoH Bend博士就利用热固性酚醛树酯与木粉复合材料,但由于受科学发展水平和技术条件的限制,其产品也有飞边、毛刺等缺点,因而应用受到限制。
1916年用作变速器的球形柄是该技术的第一个工业产品,但是由于两界面间相容性差,所以这个技术并没有得到推广。
直到15年左右,才有很少量用于低值的吸声制品。
美国建筑工业寻找如一样的替代材料(耐腐蚀、不翘曲、维修方便、外观和木材类似),大大推动了木塑材料的发展[5]。
植物纤维/热塑性塑性成了木塑复合材料的首选替代品,其产品也进入了实际应用阶段,时至今日,北美是目前世界木塑复合材料最大的地区,预测09年市场总量将达1630kt,其需求年均增幅达11%,总产值将达38亿美元。
据Principia咨询公司报告,北美wpc 的需求约占世界总量的85%[6]。
我国木塑复合材料的研发工作肇始于上世纪90年代,比国外木塑复合材料的研发晚了10多年。
自上世纪90年代末期开始,随着美国率先对来自中国的木质包装进行限制,中国木塑材料的研发及其技术转化进入了一个快速发展时期。
至本世纪初,中国木塑产业雏形渐成。
该产品之所以能够在我国得到发展,是因为其具有应运而生的时代背景和得天独厚的发展条件。
木塑复合材料是一类涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料,木塑复合材料产业的迅速发展最重要原因就是充分体现了源于自然和归于自然的循环使用特征,符合“资源—产品—废弃物—再生利用”的先进理念,能够更加有效地利用资源和保护环境,在它身上充分体现了循环经济、资源利用、健康环保、节约替代等可持续发展经济的先进理念,由于它的多数产品都具有资源综合利用以及由此带来的保护环境的功能,所以近年来逐渐引起了社会的重视。
当前我国政府“循环经济”和“建设节约型社会”理念的提出更是给我国木塑行业的发展增添了强大的推动力量。
3 木塑复合材料结构特性及影响因素木塑复合材料的成型制备是一个受多种因素影响的复杂过程,植物纤维和塑料的表面特性、纤维所含或吸附的化学成分、塑料的理化性能指标、木塑复合途经等都能对木塑复合材料的性能产生影响。
在木塑复合材料加工制造过程中,各种工艺(如温度、压力、螺杆转速、原料配比、原料形态、表面处理等)对木塑复合材料性能有很大的影响[7]。
3.1 木粉成分和塑料成分木塑复合材料是一种新型的环保材料,其主要由木粉和塑料两部分组成,木粉主要来源有废木粉、刨花、锯木,还有其他植物纤维经粉碎处理过的稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、泽麻、黄麻、大麻等。
其中废木可以从倒塌或坏死的树木获得,也可以从传统木材加工过程中回收。
木纤维和植物纤维对成型设备磨损小,尺寸稳定性良好,电绝缘性优,无毐,可反复加工过程中回收。
热塑性塑料基体主要为PE、PP、PS等聚烯烃和聚氯乙烯,包括新料、回收料以及几者的合金材料。
但根据基体相来划分可分为木质基和塑料基,木质基主要利用塑料来改善木材的耐水性、抗腐蚀性、防霉性等,塑料基则是利用木质纤维的高强度、高刚度、较低密度等特性来增强塑料的强度、刚度等性能[8]。
3.2 温度和压力和螺杆转速植物纤维属于一种刚性材料,加入到塑料基体中,会使混合体系的黏度升高,黏度高会造成植物纤维在熔体中易聚结成团。
温度的升高有利于熔融体系的流动,但过高的温度会使植物纤维降解、焦化,导致产品力学性能降低,外观颜色较深。
一般植物纤维在200℃以上时便开始降解、焦化,所以设定温度一般高于塑料基体的熔融温度,而同时低于200℃。
对于常用的挤出工艺来说,木塑熔融体系达到挤出口模时,必须保证一定的压力,没有足够的挤出压力,会造成制品的强度缺陷,也不利于物料在挤出口模时的制品定型。
3.3 植物纤维的填充量及粒径植物纤维的加入量对材料的拉伸强度和弯曲模量影响较大,对冲击强度也有一定的影响。
随着植物纤维用量的增加,材料的弯曲强度增加,冲击强度略有减少,拉伸强度先上升后降低。
随着植物纤维用量的增加,两者界面结合力减弱,颗粒收起的应力集中及产生缺陷的几率加大,材料受到冲击后不能很好地分散外应力。
此外,由于植物纤维填粒在进行加热混合时不容易打散,使其不能在塑料基体中均匀地分散,从而影响材料的性能[9]。
对于纤维粒径对材料性能的影响,目前学术界还存有争议。
有些观点认为,随着粒径的减少,复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量的变化均呈上升趋势。
因为粒径越小,比表面积也就越大,越容易混合塑炼,同时植物纤维与塑料间的接触面积增大,使之与基体的结合力增大,从而改善了材料的力学性能。
但同时存在另一些学者的观点,虽然植物纤维细度越细,均一性越好,但纤维长度和长径比会大大下降。
而木材的强度主要取决于纤维素,并与纤维素的取向度有关,纤维的取向度越高,强度越好,刚性越强。
在木塑材料中,考虑到纤维的长度及取向时,Kelly提出纤维有一个临界长度Lc,小于Lc应力则无法传递到纤维上,纤维起不到增强的作用[10]。
塑木技术中所应用的木粉一般无大的严格要求,各类木材的木粉和各种植物纤维等一般都可使用(木材加工过程中产生的锯末,下脚料粉碎后皆可),对加工的影响并不大,主要要求各种木粉的粒径一般在20~100目,在此基础上,要保证木粉和塑料在混合前进行烘干处理。
一般木粉含水量应控制在3%以内。
烘干设备可采用电加热,也可用微波加热烘干或自然干燥。
烘干后的木粉应存放在于燥的地方(室内),不可二次吸潮,否则会对加工影响较大。
需要一提的是,在用带排气功能的挤出机,特别是双螺杆挤出机加工塑木材料时,可以不对木粉进行特别的烘干处理,只需日光下自然干燥即可直接进行挤出加工。
3.4 木塑材料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:3.4.1 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。
常用的偶联剂主要有:异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、酞酸酯类、硅烷偶联剂、马来酸酐改性聚丙剂(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。
一般偶联剂的添加量为木粉添加量的1wt%~8wt%,如硅烷偶联剂可以提高塑料与木粉的粘结力,改善木粉的分散性,减少吸水性,而用碱性处理木粉只能改善木粉的分散性,不能改善木粉的吸水性及其与塑料的粘结性。