塑木復(fù)合材料力學(xué)性能的改善

時(shí)間：2023-03-30作者：七真（東營(yíng)）新材料科技有限公司瀏覽：95

塑木復(fù)合材是利用微米級(jí)的木質(zhì)纖維與熱塑性塑料作為原料， 再加入各種助劑， 經(jīng)熱壓復(fù)合或熔融擠出等加工工藝制備成的復(fù)合材料。以木質(zhì)纖維與熱塑性塑料復(fù)合成的塑木復(fù)合材料它對(duì)生物質(zhì)原料的利用率接近**。塑木復(fù)合材料所能利用的木質(zhì)纖維和植物纖維來(lái)源豐富、價(jià)格低廉；制品尺寸穩(wěn)定性好，電絕緣性優(yōu)良，生產(chǎn)和使用過(guò)程中，可反復(fù)加工利用。產(chǎn)品也廣泛應(yīng)用于建筑、運(yùn)輸、包裝及裝飾裝修等行業(yè)。

盡管塑木復(fù)合材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)也已經(jīng)成為塑木復(fù)合材料的主要生產(chǎn)國(guó)，但WPC制品的性能仍有待提高，主要是力學(xué)性能和耐氣候老化性能。植物纖維的加入降低了塑料本身的韌性，并且由于木纖維是極性的，塑料是非極性的，兩者之間的界面結(jié)合力很小，導(dǎo)致WPC制品力學(xué)性能下降，應(yīng)用局限于非結(jié)構(gòu)性材料和對(duì)沖擊性能、強(qiáng)度等力學(xué)性能要求較低的場(chǎng)合。因此，具備良好的力學(xué)性能是對(duì)塑木復(fù)合材料較基本的要求，生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)始終致力于這方面技術(shù)的研發(fā)。根據(jù)研究表明，主要有以下3種增強(qiáng)途徑：

1）熔融共混改善力學(xué)性能。聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）和聚（PVC）等熱塑性塑料是塑木復(fù)合材料常用的塑料基體，通常采用與柔性聚合物共混的方法來(lái)提高塑木復(fù)合材料的韌性，如共混低密度聚乙烯，聚烯烴彈性體以及橡膠粒子等。此外，利用增強(qiáng)纖維也可以起到提高力學(xué)性能的作用，如玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、礦物棉、聚酯纖維等。2）改善界容性。對(duì)木質(zhì)纖維或塑料兩個(gè)主要組分進(jìn)行化學(xué)改性能夠很好地改善二者之間的相容性，從而提高復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能。對(duì)木質(zhì)纖維的改性可采用聚乙二醇（PEG）、NaOH、等試劑。直接氟化、放電與閃爆脫膠處理對(duì)植物纖維表面也有明顯的改性效果。在物料熔融混配過(guò)程中添加偶聯(lián)劑是有效提高界容性的常用方法，如馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴和鋁鎬偶聯(lián)劑，比較新型的偶聯(lián)劑為烷基烯酮二聚體（AKD）和離子聚合物。**油脂作為表面活性劑也能改善纖維與基體的界面粘結(jié)性，增加復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，辛酸與其他**油脂相比，對(duì)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性改善效果較好。3）新型界面改性技術(shù)：**/亞臨界流體技術(shù)界面改性。**/亞臨界流體有著*特的物理化學(xué)性能，優(yōu)異的溶解能力、較低的黏度、較高的擴(kuò)散系數(shù)和熱傳遞系數(shù)。微小的壓力變化能引起熱物理性質(zhì)較大的變化，特別在臨界點(diǎn)附近變化較為顯著。**/亞臨界法對(duì)木質(zhì)纖維與塑料的界面結(jié)合有一定的改善效果，**/亞臨界流體主要有水、醇類化合物（甲醇、乙醇、丙醇）、CO2等。對(duì)富含纖維素的生物質(zhì)原料以微小尺寸加以利用，無(wú)疑為緩解優(yōu)質(zhì)木材資源短缺狀況開(kāi)辟了新的途徑。同時(shí)，微小形態(tài)也為復(fù)合材料提供了較高的附加值。微納米纖維素復(fù)合材料可以充分發(fā)揮納米纖維素的模量大、強(qiáng)度高、可生物降解、可再生、生物相容性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。微納米纖維及晶體主要用于制備具有特殊功能的復(fù)合材料，如生材料、CO2吸附材料、膜材料和生物醫(yī)用材料，大大拓寬了納米纖維素的應(yīng)用范圍。制備具有優(yōu)良性能和實(shí)用**的微納米纖維素復(fù)合材料將成為未來(lái)納米纖維研究的重點(diǎn)方向。生物質(zhì)纖維在尺寸、性能、形態(tài)方面具有較大的可塑性，既可以大塊實(shí)體木材的方式應(yīng)用于建筑、工程、家具等領(lǐng)域，也可以加工到毫米、微米、納米級(jí)別制備復(fù)合材料，可設(shè)計(jì)性較強(qiáng)。而這些多級(jí)別的原料尺寸對(duì)成型工藝也提出了新的需求，纏繞成型、共擠出成型、澆鑄成型都可以引入生物質(zhì)復(fù)合材料加工制造。在提高基本物理力學(xué)性能的同時(shí)，利用高科技手段。賦予復(fù)合材料更多的功能屬性，生物纖維將可以進(jìn)入航天、醫(yī)療、電子、交通運(yùn)輸?shù)容^廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)**。


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