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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。
生物基复合材料的制备与性能分析在当今追求可持续发展和环境保护的时代背景下，生物基复合材料作为一种具有巨大潜力的新型材料，正逐渐引起广泛的关注和研究。
这类材料结合了生物质原料的可再生性和复合材料的优异性能，为解决传统材料面临的资源短缺和环境压力问题提供了新的思路和途径。
生物基复合材料的定义及分类生物基复合材料，顾名思义，是由生物基材料作为主要成分，并与其他材料复合而成的一类新型材料。
根据其组成和结构的不同，可以分为多种类型。
一种常见的分类方式是基于生物基成分的来源，如植物基复合材料（如以木质纤维为主要成分）、动物基复合材料（如以胶原蛋白为基础）以及微生物基复合材料（如利用微生物发酵产生的聚合物）。
另一种分类依据是复合材料的结构和性能，可分为纤维增强型生物基复合材料（如碳纤维增强生物树脂）、颗粒填充型生物基复合材料（如木粉填充生物塑料）以及层压型生物基复合材料等。
生物基复合材料的制备方法生物基复合材料的制备方法多种多样，每种方法都有其特点和适用范围。
挤出成型法是一种常用的制备技术。
将生物基聚合物和增强材料通过挤出机进行混合和塑化，然后挤出成型。
这种方法适用于大规模生产，能够制备出各种形状的制品。
注塑成型法则适用于制造复杂形状的零部件。
将预先混合好的生物基复合材料颗粒注入注塑机的料筒，加热熔融后注入模具中冷却成型。
此外，还有压缩成型、层压成型等方法。
压缩成型常用于制备板材和大型制品，通过在模具中对材料施加压力和温度使其成型。
层压成型则是将多层材料叠合在一起，通过加热和加压使其粘结成为一体。
在制备过程中，原材料的选择和预处理至关重要。
生物基聚合物的性能、增强材料的种类和尺寸，以及两者之间的相容性，都会显著影响最终复合材料的性能。
生物基复合材料的性能特点生物基复合材料具有一系列独特的性能优势。
在力学性能方面，通过合理的设计和制备工艺，可以使生物基复合材料具有较高的强度和刚度。
例如，纤维增强型生物基复合材料在某些情况下能够与传统的合成材料相媲美。
生物质基复合材料的制备与性能分析一、生物质基复合材料的制备方法（一）物理共混法物理共混法是将生物质材料与其他材料通过简单的机械混合来制备复合材料。
这种方法操作简单、成本低，但往往存在着分散不均匀、界面结合力弱等问题。
例如，将木质纤维与聚合物在双螺杆挤出机中进行共混，可以制备出木质纤维增强聚合物复合材料。
然而，由于木质纤维与聚合物的相容性较差，需要对木质纤维进行表面处理，以提高其在聚合物中的分散性和界面结合力。
（二）化学改性法化学改性法是通过化学反应对生物质材料进行改性，以提高其与其他材料的相容性和界面结合力。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
例如，通过对纤维素进行酯化改性，可以使其与聚酯等聚合物具有更好的相容性，从而制备出性能优异的复合材料。
化学改性法虽然可以有效地改善生物质材料与其他材料的界面结合，但往往存在着反应条件苛刻、过程复杂、成本高等问题。
（三）原位聚合法原位聚合法是将生物质材料分散在单体中，然后通过引发单体聚合来制备复合材料。
这种方法可以使生物质材料在聚合物基体中均匀分散，并且界面结合力较强。
例如，将纳米纤维素分散在环氧树脂单体中，然后通过加热引发聚合，可以制备出纳米纤维素增强环氧树脂复合材料。
原位聚合法具有反应条件温和、过程简单等优点，但对于单体的选择和聚合条件的控制要求较高。
二、生物质基复合材料的性能分析（一）力学性能生物质基复合材料的力学性能是其应用的重要指标之一。
一般来说，生物质材料的加入可以提高复合材料的强度、刚度和韧性。
例如，木质纤维增强聚合物复合材料的拉伸强度和弯曲强度可以比纯聚合物提高数倍。
然而，生物质材料的含量、尺寸、分布以及与基体的界面结合力等因素都会对力学性能产生影响。
因此，在制备生物质基复合材料时，需要优化这些因素，以获得最佳的力学性能。
（二）热性能热性能也是生物质基复合材料的重要性能之一。
生物质材料的热稳定性通常较差，但其与其他材料复合后，可以改善复合材料的热稳定性和耐热性。
生物质基塑料的制备与应用研究在当今社会，塑料的广泛应用给我们的生活带来了极大的便利，但传统塑料大多依赖于不可再生的石油资源，且废弃后难以降解，对环境造成了严重的污染。
因此，寻找可持续、可降解的新型塑料材料成为了研究的热点。
生物质基塑料作为一种具有潜力的替代品，逐渐引起了人们的关注。
一、生物质基塑料的定义和分类生物质基塑料是指以生物质资源为原料，通过化学、物理或生物方法制备而成的塑料。
根据其来源和制备方法的不同，可以分为以下几类：1、淀粉基塑料淀粉是一种丰富的天然生物质资源，通过对淀粉进行改性和加工，可以制备出淀粉基塑料。
淀粉基塑料具有良好的生物降解性，但通常机械性能较差，需要与其他材料共混来改善性能。
2、纤维素基塑料纤维素是植物细胞壁的主要成分，具有高的结晶度和强度。
通过化学改性和溶解纤维素，可以制备出纤维素基塑料，如纤维素酯和纤维素醚等。
纤维素基塑料具有较好的机械性能和热稳定性。
3、聚乳酸（PLA）PLA 是由乳酸通过聚合反应制备而成的。
乳酸可以通过微生物发酵从生物质资源如玉米、甘蔗等中获得。
PLA 具有良好的生物相容性和生物降解性，在医疗、包装等领域有广泛的应用前景。
4、聚羟基脂肪酸酯（PHA）PHA 是微生物在特定条件下合成的聚酯类物质。
它可以由多种生物质原料发酵产生，具有良好的生物降解性和机械性能，但其生产成本相对较高。
二、生物质基塑料的制备方法1、化学改性法通过对生物质中的主要成分如淀粉、纤维素等进行化学改性，引入可聚合的官能团，然后进行聚合反应制备塑料。
例如，将淀粉与乙烯基单体进行接枝共聚，可以得到淀粉基共聚物塑料。
2、生物发酵法利用微生物的代谢过程，将生物质原料转化为聚合物。
如通过微生物发酵产生乳酸，再将乳酸聚合为 PLA；或者直接培养微生物合成PHA。
3、物理共混法将生物质材料与传统塑料或其他添加剂进行物理共混，以改善材料的性能。
例如，将淀粉与聚乙烯共混，可以提高淀粉的加工性能和力学性能。
第55卷第3期林 业 科 学Vol. 55,No. 320 19 年 3 月 SCIENTIA SILVAESINICAE Mar.,20 19doi ： 10.11707/j. 1001-7488.20190314木粉增强P34HB 生物复合材料的制备及其结构性能表征!安胜男马晓军朱礼智%天津科技大学包装与印刷工程学院 天津300222&摘 要：【目的】通过木粉纤维增强生物塑料聚3-耗基丁酸酯-耗基丁酸酯% P34HB ),为生物复合材料的理 论研究和生物可降解塑料的广泛应用提供科学依据和理论支持$【方法】以毛白杨木粉和P34HB 为原料，采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料,基于电子扫描显微镜% SEM )、差示扫描量热法% DSC )、热重分析% TGA )、傅里叶红外光谱% FTIR )、动态热机械分析% DMA )和力学性能分析等手段对其结构和性能进行表征$【结果】随着木粉含量增加，生物复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度先增加后减小,冲击强度逐渐下降,拉伸强度、弹性模量和杨氏模量分别增加89%、59%和103%,储能模量，逐渐增加,tan *峰值先下降后上升$生物复合材料的高频率模量大于低频率模量，动刚度比静刚度好$相比P34HB ,生物复合材料的热分解区间变宽,热解速率变慢，热解剩余质量增加$【结论】随着木粉含量增加,P34HB 分子链运动受阻,生物复合材料的储能模量和脆性增大； 同时，木粉纤维的成核作用诱导P34HB 形成结晶度高、层状结构发达的横晶层，木粉与P34HB 之间界面结合力增强，力学性能和热稳定性明显提高$综合考虑，P34HB/木粉生物复合材料的最佳木粉加入量为50%$收稿日期：2017-01-09 ；修回日期：2017-02-19。
基金项目：天津市自然科学基金项目％ 18JCYBJC90100)。
*马晓军为通讯作者$关键词：P34HB ；毛白杨木粉；生物复合材料；力学性能；热性能中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1001-7488( 2019) 03-0125-09Preparation and Characterization of the P34HB CompositeReinforced by Wood FlourAn Shengnan Ma Xiaojun Zhu Lizhi% College of Packaging & Printing Engineering , Tianjin University of Science & Technology Tianjin 300222)Abstract : 【Objective ] To improve the performance and reduce the costs , the poly % 3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate ) % P34HB ) wat reinforced with wood floue. The optimum rativ of wood Ooue wat determined byexperimental research.' Method ] Using Chinese white poplar % Pogulus tomentosa ) flouc and P34HB as raw materials , thebiodeeradability composites were prepared by hot pressing method. The structure and propertiet of the biodeeradabili icomposites were characterized by sconning electron microscopy % SEM ) , dferentiai sconning colorimetie % DSC ) , thermalgravimelTic analysis % TGA ) , Fouriee transform infrared spectroscopy % FTIR ) , dynamic mechanicoi analysis % DMA ) andmechanicoi propeey analysis.' Result] Results show that the tensiie strength , breding elongation and flexurai strength ofthe composite increese firstly and then decrease with theincreasingof wood floue , but the impact strength decreasescontinuously. The tensile strength , elastic modulus and Young' s modulus of the composites 106X3. by 89% , 59% and 103% , respectively. The storaa- modulus E ' of the composites is centinua1 increasing with the wood flour content , whilethe tan * I s decreasing initially and then increasing. The dynamic stiffness of the composite I s better than static stiffness , for the higher frequency modulus is greater than the pared with P34HB , the composites show the wider thermaldecomposition eange, the slower pyrolysis e ate and the higher pyrolysis eesidual mass.' Conclusion ] With the increase ofwood floue content , the structure of the composites is furthee dense. The storaa- modulus and brittleness of the composites inoeeasebeoauseo hindeeingthemoeemento themoyeouyaeohain o biopyastiosP34HBbywood \ you e. At the same time ,the tenscrystaOinity of P34HB with high crystaOinity and developed layee structure is developed bywood fibers asnucleating ayent , strengthening the interfacial bonding strength between wood floue and P34HB , and obviously improving126林业科学55卷the mechanical properties and thermal stability of the composites.It is also found that the optimum wood flour content of P34HB/wood flour composite is50%.Key words:P34HB；Populus tomentosa,wood flour；biocomposite；mechanicoi properties；thermal performanco传统塑料广泛应用引发的环境问题日益严重，且不可再生的压力导致寻找其替代品一生物可降解材料迫在眉睫$当前,能够实现工业化生产的生物可降解材料主要有淀粉、聚乳酸（polylatic acid, PLA）、聚径基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoates, PHAs）等$PHAo是近年来迅速发展起来的一种新型生物可降解高分子材料，可由真菌在培养液中生成，完全可降解，不会对环境造成污染,其力学性能和热性能与聚乙烯、聚丙烯非常相似,并可采用传统加工工艺进行加工,已成为传统塑料替代品的重要研究方向；但PHAo玻璃化转变温度较低、结晶速度较慢、热敏感性强、热加工窗口窄、造价比传统塑料高等缺点也制约着其广泛应用%Torres-Telloa et al,2017）$植物纤维作为增强材料,以其来源广泛、密度小、成本低、易加工、比强度优良、比模量较高、可降解等优点备受关注,近年来，植物纤维增强生物可降解复合材料已逐渐成为研究热点$&柳%2011）采用竹纤维增强聚3-径基丁酸与3-径基戊酸的共聚物％polyhydroxybutyrate-co-valerate,PHBV）,结果发现粒径较大的竹粉复合材料拉伸性能和弯曲性能较高，竹粉粒径大小影响竹粉/PHBV生物复合材料的热变形温度$Singh等%2008）以竹纤维和PHBV为材料，采用挤出注射成型方法混合生成生物复合材料，结果发现随着竹纤维含量增加，生物复合材料的拉伸和弯曲模量以及储能模量均会上升,但PHBV 的缺口冲击强度下降$吕闪闪等%2015）研究发现,随着木粉含量增加,木粉/淀粉/聚乳酸复合材料的界面相容性变差，热稳定性下降，拉伸强度和弯曲强度先增大后减小$植物纤维与生物可降解材料复合，不仅不会破坏其生物可降解性，而且还能降低生物可降解材料的应用成本，改善其机械性能和热性能等，有利于扩大生物可降解复合材料的应用范围。
生物质基塑料的技术与应用在当今社会，塑料作为一种广泛应用的材料，给我们的生活带来了极大的便利。
然而，传统塑料大多来源于石油等不可再生资源，且其在自然环境中难以降解，给生态环境带来了巨大的压力。
随着环保意识的不断提高和可持续发展理念的深入人心，生物质基塑料作为一种新型的塑料材料，逐渐引起了人们的关注。
生物质基塑料是指以生物质资源为原料，通过化学、物理或生物方法制备而成的塑料。
与传统塑料相比，生物质基塑料具有可再生、可生物降解、低碳排放等优点，因此被认为是解决塑料污染问题的重要途径之一。
一、生物质基塑料的主要技术1、生物发酵法生物发酵法是利用微生物将生物质转化为可用于合成塑料的单体。
例如，利用细菌发酵葡萄糖可以生产出乳酸，乳酸经过聚合反应可以得到聚乳酸（PLA）。
聚乳酸是一种具有良好性能的生物质基塑料，具有较高的强度和透明度，可用于制造食品包装、纤维、薄膜等产品。
2、化学合成法化学合成法是通过化学反应将生物质衍生的化合物转化为塑料单体，然后进行聚合反应得到生物质基塑料。
例如，以植物油为原料，经过化学改性可以合成聚酯类塑料，如聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）。
PTT 具有良好的弹性和耐磨损性能，可用于纺织和工程塑料领域。
3、直接合成法直接合成法是利用生物质中的天然聚合物直接制备塑料。
例如，纤维素是植物细胞壁的主要成分，通过对纤维素进行化学改性和加工，可以制备出纤维素基塑料。
这类塑料具有良好的机械性能和热稳定性，可用于制造电子器件外壳、汽车零部件等。
二、生物质基塑料的应用领域1、包装领域生物质基塑料在包装领域具有广泛的应用前景。
由于其具有良好的阻隔性能和可降解性，可以用于制造食品包装、药品包装、化妆品包装等。
例如，聚乳酸制成的食品包装可以有效地保持食品的新鲜度和品质，同时在使用后可以在自然环境中较快地降解，减少塑料垃圾的产生。
2、农业领域在农业领域，生物质基塑料可以用于制造农用地膜、育苗钵、灌溉管道等。
与传统的聚乙烯地膜相比，生物质基塑料地膜具有更好的生物降解性能，使用后可以在土壤中自然分解，不会对土壤造成污染，同时还可以提高土壤的肥力和保水性。
