基于成型工艺特点的木塑家具设计现状与展望

木塑复合材料（wood plastic composites,WPCs）的物理力学性能和加工性能优异,能防水耐腐、防虫蛀,是制造家具的理想材料,在家具产品设计和制造领域已有应用,但潜力尚未得到充分开发。阐述木塑复合材料的挤出成型、注射成型、热压成型、模压成型和增材制造技术的成型原理及制品性能特点,分析利用不同成型技术生产的木塑家具造型、结构设计现状,并针对木塑家具设计开发提出参数化技术深化造型、模块化思维拆分结构、数值模拟技术验证方案与工艺可行性的建议。     

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。     

基于场景化设计方法的木塑复合材料制品应用分析

概述了木塑复合材料(WPCs)的制造技术及应用现状,讨论了WPCs制品在应用中因关注一般性能忽略特殊性能导致的低附加值的问题。分析了场景化设计(SBD)方法在WPCs制品开发与应用中的可行性和必要性。最后在分析典型案例的基础上,阐述了SBD方法在WPCs制品中的具体应用,提出了基于SBD方法的WPCs功能化的开发思路、方向和途径。基于SBD方法指导WPCs制品的功能化开发,可为高附加值WPCs制品的设计和利用提供参考。     

改性剂对木塑复合材料力学性能影响的研究

采用木材纤维,分别与PE、PS、ABS、SAN等热塑性高分子聚合物,经热压复合工艺制成木塑复合板材,通过加入不同的改性剂以及改变改性剂的加入量,研究它们对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明:改性剂的加入能使木材纤维与各种热塑性高分子聚合物很好地胶接;改性剂不同对木塑复合材料的性能产生不同的影响;改性剂的加入量为木材纤维用量的5%时,该法制作的木塑复合板材力学性能最佳。     

基于挤出成型的木塑家具制造技术与优化设计

挤出成型是木塑复合材料(木塑)成型工艺中应用最广泛的技术之一,通过分析,明确了挤出成型技术在木塑家具制造中的应用优势;阐述了挤出成型技术对木塑家具性能的影响及其在木塑家具制造中存在的局限性。结合案例,对基于挤出成型技术的木塑复合材料在家具中的应用现状进行梳理,提出了挤出成型木塑家具设计新思路,并进行设计分析和实证研究。结果表明:通过对木塑家具造型和结构进行设计,可充分发挥挤出成型技术优势,并克服其局限性。该研究对木塑家具的设计和制造具有参考意义。     

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木塑复合材料是以木材为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合途径生成的高性能、高附加值的绿色环保复合材料。近几年来，由于木塑复合材料的木质材料组成部分正在向各种其它植物纤维材料发展，因此，从更广泛意义上讲，木塑复合材料实质上已成为以各种植物纤维材料为基体，与各种不同塑料形成的一类新型复合材料。     

木塑共混复合材料

木塑共混复合材料(以下简称木塑材料)是近年来发展起来的一种新型材料,用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的性能和特点,经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品,可以替代木材和塑料,并且可以百分之百回收再生,是真正意义上的“绿色”工业制品,也是一种理想的木材替代材料。WPC对于扩大木材的应用领域、开拓植物纤维利用的新途径、减少我国木材的进口量等具有重要意义。木塑材料将两种不同材料的优点有机地结合在一起,它既可以像木材一样表面胶合、油漆,也可进行钉、钻、刨等,同时又可像热塑性塑料一样成型加…     

前景广阔的木塑复合材料

木塑复合材料是以木材为主要原料,经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合途径生成的高性能、高附加值的绿色环保复合材料。近几年来,由于木塑复合材料的木质材料组成部     

植物纤维/热塑性聚合物预浸料在汽车轻量化领域的应用进展

作为一种天然高分子材料,植物纤维来源丰富,成本低廉,密度小,比强度、比模量高,被认为是最具前景的生物可降解再生资源,其增强复合材料利用价值高、环保无污染,既可显著减少化石燃料的使用,也可降低温室气体排放量,具有巨大的市场价值和发展前景,如何高效利用植物纤维资源、开发高附加值实用产品、拓宽应用领域已成为科研界和工业界的研究焦点。在汽车轻量化趋势下,以植物纤维替代玻璃纤维等增强复合材料,不仅能降低生产成本、减少加工能耗,还有利于汽车零部件产品绿色循环低碳生命体系的构建,从而有效推动汽车工业的可持续发展。预浸料作为先进复合材料产品的中间体,对汽车轻量化的发展具有举足轻重的作用。本研究从植物纤维/热塑性聚合物预浸料着手,概述对其研究的必要性,并介绍增强相连续植物纤维的制备技术以及连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料常用制备技术的优缺点和关键技术难点,重点从熔融浸渍、挤出-压延、薄膜层叠、熔融沉积成型等方面阐述连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料的新兴制备技术,同时总结植物纤维/热塑性聚合物复合材料在汽车轻量化领域的应用,对比分析汽车传统门饰板和保险杠与薄壁化门饰板和保险杠的质量和生产成本,以期为连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料在汽车轻量化领域占据一席之地提供理论支撑。最后,对连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料的研究趋势进行几点展望,指出在以后研究工作中,可重点研究连续植物纤维的制备技术和均匀分散,有助于更薄预浸料的开发,从而消除纤维屈曲,提高结构可设计性,进一步降低制品成本;为实现低孔隙率、质量上乘、性能优异的连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料的稳定生产,可有效联用现有制备技术,扬长避短,还可理论实践相结合进一步研制新的制造设备,改进生产工艺,实现材料、设备和工艺的一体化发展;同时,为促进连续植物纤维/热塑性聚合物预浸料的良性发展,有必要加快建立标准化评价体系以规范市场。     

改善模压成型木塑复合材料力学性能的途径

针对木塑未经处理模压成型的木纤维热塑性复合材料力学性能较差的问题,采用时木纤维、塑料改性提高相容性、选择合适的加工条件和木塑配比等方法达到改善性能的目的。     

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     

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。     

纤维增强木塑复合材料研究进展

木塑复合材料属于生物质复合材料的范畴,是一种无毒、可循环利用的环境友好型材料,从20世纪末开始到现在经历了20多年的高速产业化发展。但木塑复合材料力学性能偏低,特别是韧性差,导致应用领域偏窄,是目前制约木塑复合材料发展的主要因素之一。众多研究表明,将纤维添加到木塑复合材料中形成多元结构复合材料,可提高木塑复合材料的力学性能。本文概述了纤维增强木塑复合材料的研究现状,按天然纤维素纤维、合成纤维、非金属纤维、金属纤维4大类归纳了常用作增强复合材料的纤维,综述了采用玻璃纤维、矿物质纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和天然纤维素纤维等增强木塑复合材料的制备方法和增强效果。结果表明,不同种类的纤维对木塑复合材料均有不同程度的增强或增韧作用。短切纤维在添加量上存在"临界值",在"临界值"之前,添加量与增强效果呈正相关,在"临界值"之后呈负相关。连续玻璃纤维的增强效果尤为明显,其中冲击强度可增加20倍。天然纤维素纤维在木塑复合材料中的应用虽然较少,但目前在欧洲已被用于高附加值的汽车零部件领域。本文还介绍了银纹剪切带机制、刚性粒子增强理论、多缝开裂理论和复合力学理论等用于解释纤维增强复合材料的作用机制,这些理论均被用于解释纤维对于木塑复合材料基体的作用效果,其中后2种理论最常用于解释纤维对于复合材料强度提高的作用机制。本文同时指出,目前尚没有哪一种理论能全面揭示由于纤维加入后结构趋于复杂的木塑复合材料的力学行为。总结了纤维的添加对材料力学性能、吸湿性和热性能的影响,发现纤维的添加不仅可以提高木塑复合材料的力学强度,对于降低吸湿性和提高热稳定性也有积极效果,一些纤维的添加还可以提高基体的结晶度。本文最后提出纤维增强木塑复合材料产业化发展前景和需要解决的问题,包括进一步提高生产效率,研制纤维增强木塑复合材料专用装备,开发连续纤维增强木塑复合材料技术和开拓高性能、高附加值木塑复合材料市场。     

苄基化木粉与塑料界面相容性研究

采用氯化苄对木粉进行改性,探讨了苄基化木粉的表面自由能、极性和热塑性,并测试了苄基化木塑复合材料的拉伸强度和静曲强度。结果表明,苄基化木粉自由能低、极性小,与塑料的相容性好、热塑性好,苄基化木塑复合材料的强度高。     

聚丙烯木塑复合材料的制备与研究

指出了木塑复合材料具有耐腐蚀性能好、耐低温、机械性能好、无有毒气体释放等优点,其优异的物理化学性能使其成为一代新型的环保复合材料,在生活和生产中得到广泛的应用,对于木材替代材料的发展具有重要意义。以聚丙烯为基体材料,以木质纤维作为填料,制备了聚丙烯木塑材料,采用热压成型原理制备木塑复合材料板材,并进行了力学性能、热稳定性、吸水性等性能测试。研究了木粉细度、木粉含量、聚乙烯增韧聚丙烯的配比、采用不同偶联剂LD-125、KH-550、KH-570进行改性等因素对聚丙烯木塑复合材料性能的影响。运用单因子试验和正交试验方案,探讨了聚丙烯木塑复合材料力学性能的影响因素,并优化了工艺配方的方案,对聚丙烯木塑复合材料的研究与开发具有重要的意义。     

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.     

改善木塑复合材料性能的方法讨论

木塑复合材料是一种新型结构用材,目前已经大量应用于建筑装饰以及汽车、飞机制造等行业,是一种性能较为稳定的建设材料,但是在木塑复合材料的生产过程中由于其粘合性能的好坏直接影响着木塑复合材的强度,本文通过对木材或塑料等高分子基材进行相应处理方法的讨论,提出了提高木塑复合材性能的方法与途径。     

核壳结构木塑复合材料抗紫外老化性能试验

以高密度聚乙烯(HDPE)和木粉为主要原料,采用传统木塑复合材料(WPC)制备工艺和共挤出生产工艺,分别制备出均一结构和核壳结构WPC。核壳结构WPC芯层原料配比与均一结构WPC相同(木塑质量比为6∶4),表层则为纯HDPE塑料。将两组材料进行紫外光加速老化试验,并对两组试件的表面颜色、表面形貌、化学基团及抗弯性能分别进行测试和表征。研究结果表明:经2 500 h紫外光照射后,均一结构与核壳结构的WPC表面颜色色差ΔE值分别增加17.59和9.40,核壳结构WPC的抗紫外色变能力明显优于均一结构WPC;电镜照片显示,与核壳结构WPC相比均一结构WPC表面粗糙,在紫外光作用下更容易出现表面裂纹和粉化现象;傅里叶红外光谱分析证明核壳结构WPC表面羟基与羰基基团变化明显低于均一结构WPC,HDPE表层有效延缓了WPC的光氧降解;随着紫外光老化时间延长,两组试件的抗弯性能均呈现下降趋势,经2 500 h老化试验后,核壳结构和均一结构WPC的弯曲强度保留率分别为58.1%和49.7%,弹性模量保留率分别为43.2%和38.0%,表明聚乙烯壳层结构对维持WPC强度有一定的积极作用。     

改性木质素增强木塑复合材料及其性能

以碱木质素为研究对象,通过对其进行羟甲基化改性,再将改性后的碱木质素、桉木粉、高密度聚乙烯以及助剂,通过熔融混炼、挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料(WPC)。利用红外光谱研究了木质素改性前后化学基团的变化,并对改性木质素制备的木塑复合材料力学性能、吸水性能、动态热机械性能进行测定分析。结果表明:羟甲基化改性能够使羟甲基接入到苯环酚羟基的邻位或对位上,改性木质素制备的木塑复合材料试件的静曲强度、拉伸强度、冲击强度都得到了明显的提高,最高静曲强度提高了37.68%,拉伸强度提高了51.50%,冲击强度提高了40.04%。热分析表明含木质素的木塑复合材料体系各组分之间具有较好的相容性,能够形成均一的体系。通过断面微观形貌的观察可知,改性木质素制备的木塑复合材料断面更为密实均匀。腐朽试验证明,改性木质素制备的木塑复合材料体现出了更好的耐腐性。综合考虑多项指标,在反应温度为90℃、木质素与甲醛质量比为3∶1和6∶1的改性条件下,改性木质素制备的木塑复合材料性能较佳。     

木塑复合材料吸声性能的研究现状

木塑复合材料作为一种新型材料,由于其独特的装饰性能已广泛应用于室内外装饰材料中,开发其声学方面性能是目前室内装饰材料的重要研究方向,具有广阔的发展前景。笔者结合多孔吸声机理与共振吸声机理特性,阐述了吸声材料在吸声结构设计及吸声性能增强等方面的研究进展,重点分析了木塑吸声材料的结构特性与吸声性能。通过归纳分析其他木质复合吸声材料研究成果,提出了在实际使用中改善与提高木塑复合材料吸声性能的几种方法(如发泡法、预留空腔法、蜂窝结构复合法、黏附装饰层法、叠加设计法等)。采用驻波管方法测试木塑吸音板在不同穿孔率与空腔深度的吸声系数,结果表明:在穿孔率为0%和3%的条件下,吸声系数随着空腔深度的增加先上升随后下降;在穿孔率为6%和9%的条件下,吸声系数随着空腔深度的增加而增加。通过以上方法,可以最大限度地增强木塑吸音材料的全频吸声性能,为木塑复合吸声材料在室内设计中的应用提供理论基础。