木纤维-LDPE复合材料力学性能分析

该文按照木纤维和低密度聚乙烯塑料(LDPE)熔融挤出工艺来制造木塑复合材料,并对挤出产品进行力学性能分析,从而确定该复合材料的基本力学性能参数,为工业化生产提供依据和质量控制方向。结果表明:适量添加木纤维和润滑剂可以有效改善木纤维-LDPE复合材料的抗拉伸性能;润滑剂的添加又可有效抑制添加木纤维造成的抗弯曲性能下降;添加适量的偶联剂可以有效提高复合材料的抗拉伸和抗弯曲性能。     

UV老化后氧化铁颜料着色木纤维-HDPE复合材料的性能变化

探讨了氧化铁颜料对木纤维．高密度聚乙烯复合材耐老化性能的改善作用。采用四种常用的氧化铁颜料与木纤维、高密度聚乙烯和其他加工助剂干混,并用自行设计的双螺杆／单螺杆双阶挤出机组制造木塑复合材料。对该木塑复合材料进行人工加速紫外循环老化处理,用CIE1976L^＊a^＊b^＊表色体系和ASTMD790标准分别对老化前后的材料进行测试,结果显示加入颜料以后木塑复合材料的抗弯弹性模量没有明显的变化,但是弯曲强度都有一定程度的提高。经过2000h人工加速紫外老化以后,不论是颜色要是力学性能都发生了明显的变化。铁红和铁黑着色的试样在整个老化过程中表现较好,颜料添加量约2．28％比较适宜。     

聚丙烯与木纤维的复合研究

通过检测以木纤维和聚丙烯为原料制造的木塑复合材料的抗拉强度,研究了木纤维和聚丙烯的复合性能,并分析了木纤维与聚丙烯的质量比、马来酸酐改性聚丙烯及偶联剂对复合材料抗拉强度的影响.试验结果表明,当聚丙烯与木纤维的混合比为10∶3、偶联剂加入量约为聚丙烯质量的3%～5%时,木塑复合材料的抗拉性能最佳.     

三种塑料与木纤维复合性能的研究

选用线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)为原料,以2种比率与木纤维复合,用热压法制备了3种木塑复合材料,分析了塑料种类对复合材料的物理力学性能的影响.结果表明,LLDPE与木纤维的复合性能最好,其复合材料的抗冲击性好,但弯曲强度和弹性模量最低;PS与木纤维的复合性最差,其复合材料抗冲击性很差,但弯曲强度和弯曲弹性模量高;木纤维与PP复合材料的综合性能最佳.由此提出用LLDPE与PS共混改性制造木/塑复合材料的设想.     

针状木纤维/HDPE复合材料的力学性能

采用一步法连续挤出技术将杨木针状纤维与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备木塑复合材料(NF-WPC).用正交试验法分析纤维尺寸、纤维添加量、偶联剂含量和润滑剂含量4个因子对NF-WPC力学性能影响的显著性;用扫描电子显微镜观察分析NF-WPC中木纤维与HDPE的界面结合状况;提出优化的工艺配方并与相同木材含量的木粉/HDPE复合材料进行对比研究.结果表明:针状木纤维的含量对NF_WPC冲击强度影响显著,对弯曲性能和拉伸性能的影响高度显著;偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的添加量对NF_WPC的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度影响显著;在本文的试验范围内,木纤维尺寸和润滑剂石蜡的含量对NF-WPC力学性能的影响不显著.确定的优化工艺配方为:木纤维长度为3～4mm、长径比为8～11,木纤维含量60%,MAPE含量4%,石蜡含量0.3%;采用优化工艺制备的NF_WPC的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和冲击强度分别为58.7 MPa、3.0 GPa、39.6 MPa、4.0 GPa和12.7 kJ·m-2.除冲击韧性略低外,用优化工艺配方制备的NF_WPC其他力学性能均高于用同比例木粉制备的木塑复合材料.     

纤维热塑性聚合物热压复合工艺的研究

通过聚乙烯、聚丙烯分别与木纤维复合制板工艺的研究,探讨加入助剂、改变聚乙烯、聚丙烯用量对复合材料力学性能的影响。结果表明:对纤维进行改性处理,可以明显改善木塑复合材料的力学性能;塑料越细且含量为30%时,复合材料基本可达到中密度板国标要求的力学性能指标。     

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。     

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。     

木粉/PVC复合材料挤出流动性的影响因素

研究木粉的粒径、添加剂的种类及配比等因素,对木塑复合材料挤出流动性的影响.结果表明:木粉粒径越小,复合物料在挤出过程中的流动性能越差,所制备的木塑复合材料色差越大,且产品材色越深.综合考虑加工特性和制品材色,宜选用木粉粒径45～60目；并添加稀土热稳定剂及铝酸酯偶联剂,可以提高物料的挤出流动性.     

木塑复合材料加工因素优势分析

在不同工艺条件下进行木塑复合材料加工试验,得到其不同试验条件下的力学性能;采用灰色关联分析的方法,分析了不同工艺条件对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,运用灰色关联分析方法分析不同木塑复合材料生产工艺对材料力学性能的影响具有可行性,同时提出一种新的木塑复合材料生产工艺分析方法。     

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。     

LLDPE/PS塑料合金及其与木纤维形成复合材料的研究

研究线性低密度聚乙烯(LLDPE)与聚苯乙烯(PS)共混制备的塑料合金的性能并用不同制备条件的塑料合金与木纤维复合形成塑料合金/木纤维复合材料,研究该种复合材料的外观质量及物理力学性能.结果表明:不同共混比例与共混温度对制备的塑料合金熔体流动性、力学强度有较显著影响.塑料合金/木纤维复合材料的性能与塑料合金共混比例及共混温度有较强的相关性.2种塑料在共混比为50/50,共混温度为200℃时,形成的塑料合金与木纤维具有相对最好的相容性和最好的材料外观质量与力学性能.DMA试验表明:塑料合金/木纤维复合材料的耐热性明显优于相应的塑料合金.     

共挤出成型木塑复合材料研究进展与应用

木塑复合材料(WPCs)是一类以热塑性聚合物为基体,以木质纤维为填充增强材料,通过熔融复合,采用挤出、注塑或模压等成型工艺而制备的复合材料,兼具木材的生态特性和热塑性聚合物的可重复加工性能,是一类生态和经济效益显著的环境友好材料,近几十年来获得飞速发展。然而,传统WPCs由于其耐UV老化性能差,受到长期力载荷和热负荷时易发生蠕变和热变形,由此导致的耐久性和安全性隐患制约了其市场发展,迫切需要加以解决并向高附加值和多功能化等方向拓展。共挤出成型木塑复合材料(Co-WPCs)是采用共挤出成型技术将不同组分的核/壳材料复合而成的多层木塑复合材料,可以较低的成本和较高的效率,赋予WPCs高附加值和多功能化。笔者主要介绍了Co-WPCs的研究现状,并结合核/壳结构的特征,概述了Co-WPCs的研究进展,包括力学性能、尺寸稳定性、耐候性能、阻燃性能等;重点阐述了2种新型Co-WPCs的发展状况,为共挤出木塑的创新和发展提供新思路;最后提出共挤出木塑复合材料发展所面临的挑战和问题,阐明了未来研究的重点。     

回收聚丙烯-木纤维复合材料的制备及性能

利用回收聚丙烯和木纤维为原料制备木塑复合材料,分析聚丙烯加量、补强剂种类、产品密度和纤维形态等对材料性能的影响.结果表明:增大聚丙烯比例能大幅提高物理力学性能;补强剂能明显改善所测性能;板材密度对提高抗弯性能最有效;中粗纤维制备的复合材料抗弯性能最好,但内结合强度相对最低.本研究范围内最佳工艺参数为:聚丙烯40%、PAPI 2%,板材密度1.05 g/cm3和采用中粗纤维.     

HDPE含量对木塑复合材料力学性能的影响

通过改变高密度聚乙烯(HDPE)和聚苯乙烯(PS)的混合比例,设计了7种制作木塑复合材料的方案,HDPE∶PS分别为0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、10∶0。按照不同设计方案,选用相应的挤出工艺参数制作木塑复合材料型材,按照塑料检测标准对其进行力学性能检测以及扫描电镜观察,找出最优的配方工艺。     

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。     

二次正交旋转试验对麦秸塑料复合材料冲击强度影响

选用农作物秸秆-麦秸粉和热塑性塑料-高密度聚乙烯（HDPE）为原料，添加马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）为改性剂，利用单双螺杆挤出机组，采用熔融挤出方式制备麦秸塑料复合材料。在其它条件固定的情况下，研究双螺杆挤出机温度、转速和麦秸粉含量等因素对麦秸塑料复合材料冲击强度的影响，设计二次正交旋转回归组合试验方案对双螺杆挤出工艺进行优化。麦秸塑料复合材料的冲击强度与双螺杆挤出机的温度和转速以及原料中麦秸粉添加比例存在一定的相关性，通过试验建立了麦秸塑料复合材料冲击强度（y）对双螺杆挤出机温度（x1）、转速（x2）、麦秸粉比例（x3）三个试验因素之间的正交回归模型方程：y=17．98106—0．82505x1^2-0．94349x2^2-1．00182x3^2；；从模型推知，当温度为160℃、双螺杆转速为30rpm和麦秸粉用量为60％时，冲击强度达到最大值17．98kJ／m2，实验验证结果与模型值相符。研究结果对提高麦秸塑料复合材料冲击强度和优化工艺参数具有重要的指导意义和应用价值。     

烟秆/聚乙烯复合材料的制备工艺及其性能研究

研究了以烟秆碎料和聚乙烯（PE）为原料制造木塑复合材料的生产工艺,探讨了木塑配比、热压温度、热压时间及板材密度对复合材料性能的影响。结果表明：复合板材的最优工艺参数是烟秆碎料：聚乙烯为6：4、热压时间10 min、热压温度160℃、热压压力10 MPa、试验板密度0.8 g/cm3、酒精用量为聚乙烯用量的3%。     

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。     

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。