改善木塑复合材料界面相容性的途径

本文介绍了国内外在改善木塑复合材料的界面复合性能方面所采用的最新研究方法和取得的研究成果。几乎所有的研究都表明:在木塑复合过程中木材与热塑性高分子聚合物之间界面的粘合性能和作为填充物的木材在热塑性高分子聚合物基材中的分散性是影响木塑复合材料的物理、力学性能的主要因素。同时对如何改进木塑复合材料界面相容性的研究方法进行了系统的介绍。     

不同改性剂对木塑复合材料性能的影响研究

采用木材纤维分别与PE、PS、ABS、SAN四种塑料制成木塑复合材料，根据物理力学性能的检测，研究了不同改性剂对木塑复合材料性能的影响。结果表明：加入改性剂能改善木材纤维与所用塑料交接性能，改性剂可以提高复合材料的力学强度；不同的改性剂对复合材料的性能产生不同的影响，异氰酸酯胶改性效果比较好。木塑复合材料既保持了木质材料原来的优良品质，又具有塑料的一些特性，其防水性、尺寸稳定性、力学强度等指标均有较大改善。图5参6。     

木塑复合材料的表面润湿性研究

热塑性聚合物之间的熔融共混改性和木材纤维与热塑性聚合物之间的复合,加入偶联剂均可提高复合材料的润湿性,对材料的相容有利;在偶联剂加入量相同的情况下,增加木材纤维的用量可以加速材料的润湿速度,有利于提高材料的润湿性;在热塑性聚合物用量一定的前提下,改变加入的增强材料的形状,对材料润湿性有影响,木材纤维可以提高复合材料的润湿性.     

偶联剂对木塑复合材料性能的影响

研究了两种偶联剂——马来酸酐(偶联剂1)和异氰酸酯(偶联剂2)对木塑复合材料性能的影响。确定木材纤维与热塑性聚合物的比例7:3、复合材料的设计密度为0．7g／cm3,在热压温度175℃、热压时间8min、偶联剂1或偶联剂2 加入比例均为2％的试验条件下,对比分析偶联剂产生的作用。结果表明:偶联剂2对复合材料的力学性能影响显著;对于同一种偶联剂,所用的热塑性聚合物材料不同,对复合材料性能的影响也存在较大的差异。     

高木材纤维含量聚丙烯基复合材料的制备及其性能

采用模压和热压两种成型方法制备高木材纤维含量的聚丙烯(PP)基木塑复合材料,研究不同工艺方法和木材纤维质量分数(50%~90%)对木塑复合材料吸水性、接触角、表面自由能以及力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜对复合材料的层间断面形貌进行观察。结果表明,木材纤维质量分数的提高使复合材料表面润湿性增强,力学性能有所下降,储能模量降低,玻璃化转变温度提高。当木材纤维质量分数达到80%时,复合材料仍可保持较好的弹性模量和冲击韧性;24 h吸水厚度膨胀率小于15%,可在潮湿环境下使用;表面自由能极性分量与中密度纤维板相当。扫描电镜结果表明,木材纤维质量分数增加可使复合材料的界面结合减弱。采用模压工艺制备的复合板材密度较大,抗弯性能较好;热压工艺所制复合板材的润湿性和冲击强度均优于模压工艺,在贴面装饰方面具有潜在优势。     

木材纤维与回收聚丙烯的热压复合工艺研究

研究了热压时间、热压温度、聚丙烯和偶联剂加入量等工艺因子对木材纤维和回收聚丙烯复合材料性能的影响。确定了压制密度为0．80g／cm3、10mm厚的木塑复合材料的最佳工艺条件为:热压温度175℃、热压时间8min、塑料加入量40％、偶联剂的加入量4％。在此条件下压制的木塑复合板材,物理力学性能中的内结合强度和吸水厚度膨胀率与中密度板的国家标准相比达到优等水平,静曲强度和弹性模量基本满足中密度板的国家标准要求。     

木塑复合工艺因子对复合材料性能的影响

选用2种人工林木材(马尾松与杨木)和3种废弃塑料(聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯)为原料,采用木材与塑料冷混-热压工艺,通过正交试验研究不同树种、木材组元形态、补强剂、塑料种类、板材密度及不同木塑混合比等复合工艺因子对木塑复合材料性能的影响.结果表明树种、木材组元形态、塑料种类、木塑复合比例、板材密度与补强剂等复合工艺因子对木塑复合材料性能有不同程度的影响;提高塑料在木塑复合材料中的比例也可以达到与添加酚醛补强剂同样或更好的结果;以杨木原料、细长刨花形态、聚丙烯塑料、板材密度为1g*cm-3等为最佳复合工艺因子,制成的复合材料性能达到或超过相关普通刨花板,包括室外结构用刨花板性能指标.     

木塑复合材料的研究

木塑复合材料,是以高分子材料中的热塑性树脂为母体,加入木材纤维素和木质素,以及多种化学助剂,经高温混炼而成的一种新型复合材料。它可代替木材和部分金属,广泛用于各个领域。1 国内外对木塑复合材料的研究与进展60年代初,世界各国就开始了木塑复合材料的研究,产品刚一问世,即受欢迎,取     

Effect of chemical modification on the properties of wood/polypropylene composites

对以铝酸酯为偶联剂对木粉进行表面改性处理后制备的木粉/聚丙烯复合材料的力学性能和形态学特征进行了研究。结果表明:铝酸酯偶联剂可以增加木塑复合材料的抗冲击强度,但会对复合材料的抗拉强度和抗弯强度造成负面的影响。对木塑复合材料的动态力学性能和微分扫描热量分析研究表明,以铝酸酯作为偶联剂,对木塑复合材料的储存模量和损失模量有少许增加,同时可降低材料的熔点和熔解热。利用扫描电镜观察木塑复合材料的木材与塑料界面发现,经铝酸酯处理过的木材与聚丙烯复合界面之间具有更好的相容性。这些研究结果表明,在木塑复合材料制造过程中利用廉价的铝酸酯作为木材化学改性剂,对改善复合材料的性质同样起作良好的作用。图6 表2 参16。     

新型木塑复合材料成型工艺的研究

木塑复合材料是以木材或各种木质纤维素纤维材料为基体 ,通过与塑料以不同复合途径形成的一种新型材料。文章介绍了平压法木塑复合材料成型工艺 ,研究了成型过程中板坯的流动性和粘结性 ,探讨了塑料与木质碎料的混合比对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明将塑料先加入一定量的木粉或将木质材料与混炼后的塑料混合后压制成型 ,材料可以具有良好的力学性能     

木纤维素与合成聚合物复合材料的研究进展

作为合聚俣物复合材料增强的木纤维素包括木纤维素粉和纤维素纤维。本文综述３个方面主要的研究进展；木纤维素粉在热固性塑料中的增强，用偶俣剂涂覆纤维素纤维在热塑性聚合物中的增强以及纤维素纤维在易生物降解聚俣物的增强。简要介绍了三类木纤维素增强复合材料的性质，指出最终的目标是制备符合环保要求完全物降解的复合材料。     

Modeling moisture absorption process of wood-based composites under over-saturated moisture conditions using two-part equations

The objective of this study was to investigate the moisture absorption process for wood-based composites subjected to over-saturated moisture conditions. Two stages are comprised in the moisture transfer process at the over-saturated moisture conditions, an initial stage which is the moisture transfer process mainly under fiber saturation point (FSP), and a second stage which is the moisture transfer process beyond the FSP. A model was developed based on two-part equations to describe the process, from which three coefficients (k ₁ , k ₂₁ , and k ₂₂) can be used to quantitatively describe the moisture transfer process under the conditions. Two different wood-based composites, wood fiberboard and wood fiber/polymer composites (polymer content: 30%), were used to test the model at four different ambient temperatures (30, 45, 62, and 80°C). It was shown that the two-part equation can accurately describe the moisture absorption process under over-saturated moisture conditions. The moisture absorption rate in the initial stage was about 30–60% greater than that in the second stage for most of the cases evaluated in this study. The higher the temperature, the greater moisture absorption parameters were obtained. At both moisture absorption stages (below FSP and above FSP), the calculated activation energy for the moisture absorption rate of wood fiberboard was very close to that of wood fiber/polymer composites.     

木/麻/PP纤维含量对复合材料性能的影响

采用无纺织气流成型织坯再热压的工艺,研究汽车内饰用木/麻/PP纤维三元复合材料中,3种纤维含量对复合材料性能的影响.研究结果表明,增加PP纤维含量,可以提高复合材料的静曲强度和耐水性;麻纤维含量增加对提高材料的强度影响显著,但耐水性略有下降.当PP纤维含量为40%、麻纤维为30%、木纤维30%时,复合材料的性能较佳.     

添加丙纶纤维及其改性处理对木塑复合材料性能的影响

就木塑纤维复合材料组分中添加丙纶纤维和对丙纶纤维进行改性预处理,改性剂的种类及改性剂的添加方式等引起材料物理力学性能和成网性能、模压性能的变化进行了研究。试验表明：添加丙纶纤维有助于改善材料的成网性能,使之成为具有良好模压性能的材料;对丙纶纤维进行改性的预处理可提高复合材料的物理力学性能;改性剂添加到木纤维中的工艺过程比对丙纶纤维进行预处理的工艺过程简单,并可以达到对丙纶纤维进行预处理的相同效果。     

Effect of Wood Variables on the Properties of Wood Fiber-Polypropylene Composites

The effect of wood species (Chinese fir and Poplar), wood fiber content (10%, 25%, 40%) and wood fiber sizes (16 to 32 mesh, 32-65 mesh, above 65 mesh) on the properties of the wood fiber-Polypropylene composites were studied in this paper. The results indicate that the effect of wood fiber content and size in composite were more important than that of chosen wood species. Compared with polypropylene without wood fiber, the flexural strength of the composites increased when adding wood fiber into polypropylene, but the tensile and unnotched charpy impact strength decreased. And the above strength decreased with the wood fiber content increasing. When the wood fiber size becoming smaller (in higher mesh), the strength increased. In the comparison of wood species, the properties of composite using Chinese fir wood were better than that of Poplar, but not significant. The dynamic mechanical properties of the composites and PP were also tested and analyzed in this paper.     

Improvement of wood properties by urea-formaldehyde resin and nano-SiO2

In order to improve wood properties of triploid clones of Populus tomentosa, urea-formaldehyde (UF) resin was compounded with nano-SiO₂, coupling agents and flame retardants in different ways to prepare five kinds of modifiers. The poplar wood samples were impregnated with the modifiers and heated to prepare UF-SiO₂-wood composites. The antiswelling efficiency, resistance of water absorption, oxygen index and hardness of the composites were measured. Results show that all of the modifiers reduced water absorption of poplar wood and enhanced flame resistance and hardness. Nano-SiO₂ showed a marked effect in improving the hardness of wood. In addition, all of the modifiers, except UF-C-SiO₂-polymer, improved the dimensional stability of poplar wood. The UF resin and nano-SiO₂ compound improved general properties of poplar wood. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2006, 28(2): 123–128 [译自: 北京林业大学学报]     

美国木材与纤维复合材料研究现状

对美国木材工业及纤维复合材料方面的研究及发展现状进行了论述, 重点介绍木材工业、木结构材料、木基复合材料、纤维复合材料、木材化学利用和木材生物质能源等领域的研究现状和发展动态, 并针对我国木材利用现状提出开展木材资源系统基础及应用研究、加快环境友好型天然纤维复合材料研发和加强木材化学及能源利用研究的建议。     

光老化时间对旱柳枝桠材纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用自然光对比不同纤维含量木纤维/聚乳酸复合材料进行光照老化试验,对比经过不同时间光照后材料的弯曲性能以及拉伸性能的变化,分析光照时间对材料力学性能的影响。结果显示,加入木纤维后,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均出现了先下降后上升的趋势,说明加入一定量的木纤维会对复合材料体系起到一定的增强作用;在受到一定时间的自然光照射后,纯聚乳酸材料和木纤维/聚乳酸材料的弯曲性能和拉伸性能均有显著降低,含有木纤维的复合材料强度降低较少。