木塑复合材料在家具制造领域的发展机遇

木塑复合材料因其综合性能优越,尤其是因具有防蛀、耐腐、防水、抗潮等性能而被广泛关注,其作为新型环保材料在家具制造领域亦应具有很大发展空间。通过对近年来木塑复合材料与家具制造相关性能的研究进展、木塑家具制造技术发展现状、木塑家具设计理念发展状况三方面进行的梳理,可以看出家具用木塑复合材料有关材性研究在近10年中获得了迅速发展,木塑家具制造技术出现了较大进步,设计师对木塑复合材料的认识日益加深且木塑家具设计理念不断完善。从总体上看,木塑复合材料在家具制造领域的应用虽然刚刚起步,但已呈快速发展态势。木塑复合材料日益契合物联网时代家具制造业的发展需要,在家具制造领域具有巨大的潜在市场和广阔的应用前景。     

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。     

木塑复合材料阻燃研究新进展

木塑复合材料兼具木材的生态性和塑料的可加工性,是一类生态环保材料。然而,木塑复合材料易燃,限制了其在室内领域的应用。对木塑复合材料进行阻燃处理,使其达到相应的阻燃级别可以促进该材料在公共场所建筑和室内装饰领域的应用,进一步提升其市场价值。近年来,采用复配技术和表面改性技术改善阻燃剂与木塑复合材料的界面相容性,同步提升阻燃效率、力学性能和工艺性能成为研究的重点。笔者从木塑复合材料的燃烧特性出发,概述了金属系(金属氢氧化物、含金属元素的其他结构化合物)、硼系、磷系和碳系阻燃剂与其他元素阻燃剂进行复配协同提升木塑复合材料阻燃抑烟的研究进展,进一步阐明了复配体系的构筑机制及协同阻燃机理,重点探讨了基于炭层阻隔效应的凝聚相阻燃机理,并且讨论了复配体系对力学性能的影响规律。最后分析了复配体系存在的不足,指出开发适用于木塑复合材料的阻燃体系,使其与木塑复合材料形成良好的界面相容性,并同步提升阻燃效率、力学性能、工艺性能,以及降低生产成本仍是未来研究的重点。     

电磁功能型木塑复合材料研究进展

木塑复合材料是一种具备环境友好性以及良好性能的复合材料。开发具备电磁功能的木塑复合材料有利于提升产品的附加值并进一步拓宽产品的应用范围,具有重要的研究意义和应用价值。文中在概述常用电磁功能助剂的类型、结构、性能及其电磁原理的基础上,总结了导电型、电磁屏蔽型和抗静电型木塑复合材料的研究现状以及目前电磁功能型木塑复合材料的应用领域及行业现状;针对现有研究中存在的助剂分散性差、导电机理不明确、界面结合受影响、产业化难推广等问题,展望电磁功能型木塑复合材料的研究方向,以期为电磁功能型木塑复合材料的进一步开发和利用提供科学依据。     

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。     

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。     

偶联剂对木塑复合材料界面相容性的影响

采用单因子试验法重点研究了钛酸酯和铝酸酯作为木塑复合材料的偶联剂对木塑复合材料界面相容性的影响, 通过ESEM和FTIR等现代分析手段,揭示了两种偶联剂的作用机制和影响规律。研究表明:加入钛酸酯或铝酸酯可改善木塑复合材料的力学性能,且随着钛酸酯或铝酸酯用量增大,木塑复合材料力学性能呈先增大后减小的趋势。加入钛酸酯使木塑复合材料主要力学性能明显增强,加入铝酸酯则略有改善。     

发泡木塑复合材料的研究现状及发展趋势

通过对国内外发泡木塑复合材料研究进展进行分析,系统的总结了影响发泡木塑复合材料的相关因素:发泡剂的种类和用量、界面改性方法、增强纤维的种类和添加量及加工工艺等,并提出了发泡木塑复合材料的研究趋势。     

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.     

木塑门窗基材及其应用研究

基材是影响门窗节能性的重要因素之一,从国内外相关学者对木塑复合材料的原料利用、制备工艺以及制品性能检测等方面的研究入手,系统阐述了木塑复合材料的研究现状,着重分析了木塑门窗的设计方法,可为节能环保型木塑门窗的制作提供理论依据.     

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。     

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。     

碳系导电填料在抗静电木塑复合材料中的应用初探

简述了几种碳系导电填料的种类特性及其在木塑复合材料中的导电机理;分析了影响碳系导电填料在木塑复合材料中作用效果的几大因素,包括添加量、种类、形态和尺寸、复配、分散性以及制备工艺和成型方法等;提出抗静电木塑复合材料在实际应用中存在的问题,并探讨未来研究方向。     

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     

木塑复合材料“孔雀椅”创新设计研究

为探索木塑复合材料在室内家具中的创新设计及应用,将中国传统中式家具造型结构与新型绿色环保木塑复合新材料相结合,并融入云南地方特色象征的"孔雀"元素,从造型、结构、材料、文化四个方面创新性地进行设计研究,设计并制造出造型美观、用材环保、结构坚固且具有地方文化特色的新型木塑复合材料"孔雀椅",突破了以往木塑复合材料在室内家具应用中种类单一、造型设计单调的局限性,拓展了木塑复合材料在室内家具设计中的研究思路及内容。     

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。     

木塑复合材料在现代园林中的应用研究

木塑复合材料是现代园林景观中广泛应用的一种新型材料,其诸多性能优于传统木材。通过对比研究,分析了木塑复合材料的特点与优势,结合应用案例探讨了木塑复合材料在现代园林景观中的应用,助力营造生态环保的现代化景观。     

木塑复合材料的生产工艺技术及未来发展趋势

木塑复合材料作为一种新型的绿色复合材料逐步在各行业、各领域得到广泛的应用,其不仅具有良好的经济效益与社会效益,而且具有广阔的市场发展空间.该文简要分析木塑复合材料的生产工艺技术,并且对于其未来发展趋势进行探讨     

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。     

PE基木塑复合材料弹性模量的动态测量

采用"悬臂梁"自由端的方式测定PE基木塑试材的动态弹性模量.结果表明,PE基木塑复合材料的动态弹性模量性能高于木材、麦秸板和密度板等弹性材质,但低于定向刨花板等结构木质复合材料;采用振动法测量木塑复合材料的动态弹性模量具有快速、简便、重复性好等优点.