SBS改性再生型木塑复合材料及其耐水性能
木塑复合材料的性能研究的开题报告
木塑复合材料的性能研究的开题报告一、研究背景和研究意义木塑复合材料是一种新兴的高性能材料，具有优异的力学性能、耐候性和环保性能，被广泛应用于建筑、交通、家具等领域。
然而，目前对于木塑复合材料的性能研究还不够深入，有很大的研究空间。
本研究旨在探究木塑复合材料的力学性能、耐候性和环保性能等方面的特点，深入分析其结构和成分对性能的影响，为优化木塑复合材料的配方和工艺，实现材料性能的提升提供理论依据和实验数据，具有重要的研究意义。
二、研究内容和研究方法本研究的主要内容包括以下方面：1. 木塑复合材料的力学性能研究。
通过拉伸试验、弯曲试验、压缩试验等方法，研究木塑复合材料的抗拉强度、弯曲强度、压缩强度等力学性能，并分析其影响因素。
2. 木塑复合材料的耐候性研究。
通过光老化试验、水浸试验等方法，研究木塑复合材料在不同环境条件下的耐候性能，并探究环境因素对材料性能的影响规律。
3. 木塑复合材料的环保性能研究。
通过对木塑复合材料中添加剂的筛选、环境友好型添加剂的代替等方法，探究如何提高木塑复合材料的环保性能。
本研究将采用多种研究方法，包括材料制备、力学试验、表征分析等技术手段，结合理论分析和实验研究，从多个方面深入研究木塑复合材料的性能特点及其影响因素。
三、预期成果和展望本研究预期可以深入研究木塑复合材料的力学性能、耐候性和环保性能等特点，通过优化材料配方和工艺，提高其力学性能和环保性能，为材料的应用提供更加优良的选择。
同时，本研究的成果还可以为木塑复合材料的研究和生产提供重要的理论依据和实验数据，有助于推进木塑复合材料的研究和推广。
四、研究计划和进度安排本研究计划从 2022 年 9 月开始，分为三个阶段进行：第一阶段（2022 年 9 月 - 2023 年 3 月）：文献调研、实验室制备样品、标准试验方法选择、材料基础性能测试；第二阶段（2023 年 4 月 - 2023 年 10 月）：力学性能性能试验、耐候性能试验、环保性能试验、数据分析和结果总结；第三阶段（2023 年 11 月 - 2024 年 5 月）：数据加工处理、研究论文撰写、论文修改和答辩准备。
木塑复合材料简单介绍
2：室外露天设施 在城市建设和环境规划中，木塑材料被广 泛应用与公园、小区、街道、路、桥、亭、 围栏、木栈道，公共场所的露天桌椅、标 志牌、广告牌、格栏板等，木塑因其免维 护、免油漆、抗风雨、亲近自然等优点被 广泛关注，在水岸建筑、潮湿环境中具有 明显的优势。
6) 其最大优点就是变废为宝，并可100%回收 再生产
7) 原料来源广泛 8) 可以根据需要，制成任意形状法
挤出成型
效率高
注射成型
热压成型
成型工艺简单
在工业化生产中与其它加工方法相比有 着更广泛的应用
L/O/G/O
谢谢！！！
3：托盘、包装箱等包装制品 目前国内流通量有8000千万个，北美2亿个托盘 用量都是木制，消耗大量的木材资源，如果木塑 复合材料代替木材，不仅价廉，而且免除熏蒸。 木塑托盘综合了木托盘和塑料托盘及钢制托盘的 优点而基本拚弃其不足，木塑托盘具有高密度、 高强度、免熏蒸、抗酸碱、耐腐蚀、不易老化、 不吸水、防虫、防湿。解决木托盘洁净度差、易 损坏、寿命短，也避免了全塑托盘的刚性差、价 格高、规格灵活性小等缺点，而且木塑托盘可刨 、可钉、随意组装加工成国内外的标准托盘，在 我国，木塑应用于仓储业刚刚开始，主要是货架 、铺板、地板、铺梁等，未来将有广阔的市场前 景。
木塑复合材料的应用
1：房屋地板室内门等装饰建材用品 近年来，应用木塑复合材料制作室 外木塑地板、阳光房、码头护栏，在 装饰材料方面，可以用于做地板，防 潮墙体，家庭围墙、篱笆、走道、花 箱，各种各样体育馆装饰材料，吊版、 屋顶、百叶窗、窗框、镜框。
L/O/G/O
木塑复合材料
木塑复合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是国内外近 年蓬勃兴起的一类新型复合材料， 指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙 烯等，代替通常的树脂胶粘剂， 与超过50%以上的木粉、稻壳、 秸秆等废植物纤维混合成新的木 质材料，再经挤压、模压、注射 成型等塑料加工工艺，生产出的 板材或型材。
木塑复合材料研究报告
木塑复合材料研究报告
木塑复合材料是一种新型的材料，其主要组成成分包括木粉和塑料。
这种材料不仅具有木材的天然美感和塑料的优异性能，而且还具
有抗老化、耐腐蚀、防水防潮、防腐蚀和耐高温等优点。
因此，它被
广泛应用于建筑、装饰、家具制造和园林景观等领域。
木塑复合材料的研究与开发始于20世纪80年代初期。
最初的目
的是为了解决木材在使用过程中遇到的各种缺陷和问题。
在这一时期，木塑复合材料主要是基于聚氯乙烯和木粉制造的。
随着科技的不断发
展和进步，人们开始探索其他塑料的使用方式和结合方式。
在新的研
究中，木塑复合材料的应用范围也得到了拓展。
当前，木塑复合材料已经成为一个热门的研究领域。
科学家们致
力于提高木塑复合材料的生产效率，改善其性能特点，加强其环保性能。
因此，现代的木塑复合材料已经广泛应用于许多领域，包括室外
地面、防震墙板、阳台立柱、公园花园、餐桌椅子和家具等领域。
在
这一过程中，人们也开始探索新的应用方式和技术创新。
总之，木塑复合材料具有众多的优点和广泛的应用范围。
它不仅
可以解决木材遇到的问题，还能够满足人们对环保性能和美观品质的
需求。
随着科学技术的不断进步和发展，木塑复合材料的广泛应用将
会在未来得到更多的拓展和创新。
木塑复合材料老化性能表征概述
木塑复合材料老化性能表征概述木塑复合材料是以木本等可再生资源为主要原材料，并同一定比例的热塑性聚合物混合加工成型而得的绿色环保复合材料。
文章介绍了木塑复合材料老化作用的因素，并对其老化性能的表征方法进行概述。
标签：木塑复合材料；老化性能；木本1 背景木塑复合材料（wood-plastic composites，简称WPC）是以木本等植物类可再生生物资源为主要原材料，同时加入了一定比例的热塑性聚合物，并经过不同加工成型手段制备出的一种可循环利用的新型材料[1]。
而木塑复合材料的使用寿命有限，随着时间的延长，材料中的组分及结构都将会缓慢发生变化，产生这种变化的主要原因是由于材料的基体已发生变异，这些因素都将导致复合材料在宏观性能上的逐渐降低，最终导致木塑复合材料失去使用价值。
因此老化性能研究是必不可少的，而老化性能的表征手段是评定木塑复合材料老化性能的关键所在，其在复合材料的研究中有着不可或缺的重要性[2]。
2 木塑复合材料老化作用的因素木塑复合材料发生老化作用主要由氧、水、湿气、光、热、机械作用力、真菌、白蚁等外在的因素促使产生。
光、湿气及氧气会导致产品褪色；水会导致木塑复合材料力学性能下降；真菌及白蚁的存在会导致材料的表面美观及各方面性能大大下降，总之各种外在因素将最后导致其材料内部分子间的立体规整性、物理形态、高分子化学结构、分子量等发生一系列变化。
3 木塑复合材料老化性能的表征手段3.1 材料老化过程中的颜色变化老化过程中的颜色变化可以通过较为直观的目测法，也可以通过分光光度计来进行色变测试，具体采用L，a，b表色系统来定量的表征其颜色变化规律。
计算公式为ΔE=，其中△E表示色差即褪色程度，L表示明度，a为红绿指数，b 为黄蓝指数[3]。
另外还可通过色差仪对其颜色变化进行简单分析。
3.2 材料老化过程中的表面形貌观察表面形貌观察同样可以通过目测法观察样品表面有无龟裂、粉化等现象，另外还可通过SEM（扫描电子显微镜）以及SPM（扫描探针显微镜）对材料的表面（粗糙度、波纹度和表面形状误差）进行微观观测，因为木塑复合材料会在外在因素的作用发生老化现象，从而导致木塑材料的表层破坏且伴随着脱落的木质纤维，而脱落出的木质纤维也会发生降解，促使材料表面出现粉化现象，甚至伴随着微生物的生长，可用于定性判定材料是否发生老化现象及其发生老化作用的程度。
改善木塑复合材料性能的方法讨论
０引言木塑复合材料是一种很有市场潜力的一种新型结构用材。
这是因为木材是一种大量可再生的材料，而与之复合的高分子聚合材料通常是具有广泛用途的工业材料，因此价格也比较低廉，如低密聚乙烯。
将这两种价格低廉、来源丰富的材料粘合在一起，就可生产出新型的复合材料。
这种新型的、可循环使用的耐久性材料，既能克服木材的各向异性、强度低和变异性大等使用局限性，又具有比单一高分子聚合材料较好的力学性能，克服有机材料的低模量等使用缺陷。
因此，木塑复合材料可以用于家具、地板、门窗的生产以及汽车、飞机制造等方面。
本文根据自己的实习试验展开讨论。
１木塑复合材料的种类及性质１．１实体木材中加入塑料单体或酚醛树脂、尿醛树脂和聚酯树脂型复合材料１．１．１性质在使用塑料单体作为浸填体时，由于这些单体通常都是非极性化合物，与木材中的极性羟基不会发生反应，只是在自由基引发剂和热辐射源的引发下才能使塑料单体产生自由基，并在木材中聚合，形成高分子聚合物填充于木材管胞或纤维的胞腔中，称为塑合材。
改善木塑复合材料性能的方法讨论越二寅（甘肃林业职业技术学院）摘要：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。
关键词：木塑复合材；高分子；抽提物ＴｈｅＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅＷａｙｔｏＩｍｐｒｏｖｅｔｈｅＦｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＷｏｏｄ－ｐｌａｓｔｉｃＰｏｍｐｏｓｉｔｅＹＵＥＥｒ－ｙｉｎ（ＧａｎｓｕＦｏｒｅｓｔｒｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｏｏｄ－ｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｙ．Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎａｒｃｈｉｔｅｃ－ｔｕｒｅｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ，ｃａｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄｐｌａｎｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄｓｏｏｎｈａｓａｓｏｒｔｏｆｓｔａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｗｏｏｄ－ｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｃｏｈｅｓｉｖｅｎｅｓｓｉｎｐｒｏｄｕｃｉｎｇ．ｗｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｏｏｄ－ｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｙｍｅａｎｓｏｆｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｍｏｌｅｃｕｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｏｏｄ－ｐｌａｓｔｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｅ；ＴｈｅＨｉｇｈ－ｍｏｌｅｃｕｌｅ；Ｅｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｓ作者简介：越二寅，女，汉族，（１９８３—），陕西榆林人。
SBS改性沥青防水卷材试验报告
SBS改性沥青防水卷材试验报告
实验目的：
1.了解SBS改性沥青防水卷材的性能特点；
2.分析SBS改性沥青防水卷材的基本物理力学性能。
实验材料：
1.SBS改性沥青防水卷材；
2.试样切割工具；
3.电子拉伸试验机。
实验步骤：
1.准备试验样品：根据需要的试样尺寸和数量，使用试样切割工具将SBS改性沥青防水卷材切割成相应的试样。
2.进行拉伸试验：将试样固定在电子拉伸试验机上，设置相应的拉伸速度和试验参数。
逐渐增加拉伸力，直到试样发生破裂，记录下破裂时的拉伸力值。
3.分析实验结果：根据实验数据，计算SBS改性沥青防水卷材的抗拉强度和断裂伸长率等物理力学性能。
实验结果：
经过拉伸试验后，记录下SBS改性沥青防水卷材的抗拉强度和断裂伸长率等物理力学性能数据。
例如，抗拉强度为XMPa，断裂伸长率为X%。
实验结论：
根据实验结果，可以得出SBS改性沥青防水卷材具有较高的抗拉强度和断裂伸长率，表明该防水卷材具有良好的耐力和延展性能。
这些性能特点使得SBS改性沥青防水卷材在建筑工程中具有广泛的应用前景。
实验中还可以进一步探究SBS改性沥青防水卷材在不同环境条件下的性能表现，例如在高温、低温、潮湿等环境下的抗拉强度和断裂伸长率，以评估其耐候性和稳定性。
在实际应用中，也可以对SBS改性沥青防水卷材进行更全面的性能测试，如抗冻、耐高温、耐老化等工程试验，以确保其在复杂环境下的可靠性和持久性。
通过以上试验研究，可以进一步完善SBS改性沥青防水卷材的设计和制造工艺，提高产品的质量和性能，为建筑工程的防水保护提供更好的材料支持。
T-1木塑复合材料特性及对比
I 景塑木塑复合材料特性及与其它材料对比作者：Tiger Huang一材料说明：1. 木塑材料的成型是以回收或新的塑料（PE /PP/ PVC）再加上回收的木纤维经一定工艺处理后，再挤压成型的。
2. 具备可回收再制处理的优良特性，在天然木材资源缺乏的今天，木塑材料已备受关注并为世界各国政府大力支持与推广。
3. 国际标准:一般定为50%以上木粉配合率为木材分类,50%以上PP配合率为塑料分类二．特性说明：1. 低吸水率(防水)，不易开裂，不会发霉，抗老化，拒虫害，易安装，低维护，无需涂漆，抗UV，防滑。
三．与原木比较特性说明：1. 具有木材的自然外观、质感。
2. 比木材尺寸稳定性好，无木材节笆。
3. 不会产生裂紋、跷曲、不易变形，产品可制成多种形状，表面无需上保护漆，但也可依使用者喜好，漆上任何喜欢之色彩。
4. 另原木因使用年限之要求，须在切割后安裝前做防腐浸泡处理，以抵御白蚁和其它微生物的浸泡。
5. 因原木经客户使用后，通常会在短期内便释放出剧毒(防腐剂)，造成人体接触及流入土壤，形成环境二次污染及人体危害6. 不须担心多年后因腐朽而降低结构力，造成危险因素。
7. 施工安装特别简单，可以采用最普通的木工工具进行切割，钻孔，刨等。
四．材料特性对比表：发布: 2008-11-06 11:19 | 作者：Tiger Huang1、材积差别：空心结构的木塑材料一吨大约为2－2.5 m³（30－35m²），可用材积接近100％；普通木材的圆木可用材积不足50％，方木最高仅为70％左右。
2、使用寿命：从理论上讲，木塑材料的使用寿命可达到50年，目前国外报道木塑材料使用寿命已达10－15年；而目前采用国内使用的未经特殊处理的普通木材户外制品使用年限一般超不过3年。
3、价格比较：木塑制成品的市场价格平均在1万元RMB/吨左右，按比重、体积折算后价格为5000元/m³左右；而目前中等材质的木材市场价格在6000－8000元/ m³左右。
SBS改性沥青砼再生设计与路用性能评价
SBS改性沥青砼再生设计与路用性能评价一、引言改性沥青砼是一种结合了改性沥青和再生骨料的道路材料，其具有良好的路用性能和环保特性。
随着我国交通建设的不断发展，对道路材料的要求也越来越高，SBS改性沥青砼再生设计及其路用性能评价成为当前研究的热点之一。
本文旨在对SBS改性沥青砼再生设计及其路用性能评价进行探讨，为今后的道路建设提供参考。
二、SBS改性沥青砼再生设计1. SBS改性沥青SBS改性沥青是通过在传统沥青中添加聚合物SBS（苯乙烯-丁苯共聚物）来改善其路用性能的一种新型道路材料。
SBS改性沥青具有高温稳定性、疲劳抗裂性和橡胶弹性等优点，适用于高速公路、城市道路等重载交通路段。
2. 再生骨料再生骨料是指由废弃的沥青路面铣削或破碎再生而成的颗粒状材料，通过再生工艺可获得符合要求的再生骨料，其具有良好的力学性能和抗老化性能。
3. SBS改性沥青砼再生设计SBS改性沥青砼再生设计是指在沥青砼配合比设计中，将SBS改性沥青和再生骨料充分考虑，以实现再生资源的有效利用和提高道路材料的性能。
通过优化SBS改性沥青和再生骨料的配合比例，可以获得更加环保和经济的道路材料。
三、路用性能评价1. 力学性能力学性能是评价道路材料路用性能的重要指标之一，包括抗压强度、抗拉强度、疲劳性能等。
SBS改性沥青砼的力学性能直接影响着道路的使用寿命和安全性，因此对其力学性能的评价十分重要。
2. 高温稳定性高温稳定性是指道路材料在高温下不发生变形和损坏的能力，是评价道路材料路用性能的重要指标。
SBS改性沥青砼具有良好的高温稳定性，能够适应我国南方高温多雨的气候条件。
3. 耐久性道路材料的耐久性直接关系到其使用寿命和维护费用，SBS改性沥青砼具有优异的耐久性，能够在长时间内保持良好的路用性能。
探究木塑复合材料的力学性能
第１６期 收稿日期：２０１８－０５－２５作者简介：陈 康（１９９７—），安徽天长人，在读本科生，研究方向：材料科学与工程。
探究木塑复合材料的力学性能陈 康，李亚儒（南京林业大学理学院，江苏南京 ２１００３７）摘要：适合的木粉填充量、粒径大小有利于提升木塑材料的综合性能；合适基体树脂的选择也有较大影响；加工工艺的类型决定材料的质地、密度，影响材料强度；原料的改性处理也是提升木塑材料的重要途径。
阐述了提升木塑材料力学性能的微观作用机理，举出了现阶段主要的科研成果，总结了木塑材料发展的不足，并做出了展望。
关键词：木塑复合材料；木粉；基体塑料；加工工艺；助剂中图分类号：ＴＢ３３２；ＴＱ３２７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１６－０１３７－０２ 木塑复合材料，简称ＷＰＣ，是由热塑性塑料作为基体材料，植物纤维作为增强材料复合而成的一种聚合物基复合材料。
作为木塑复合材料的热塑性基体塑料主要包括：ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ、ＰＳ等，木粉通常采用杨木粉、桉木粉、竹粉等。
现阶段木塑复合材料的制备工艺主要是挤出成型和模压成型，将木粉与塑料经高速混合机混合均匀后，加入挤出机中（通常使用双螺杆挤出机），熔融共混后从特定形状的出料口挤出成型，或者直接将物料熔融共混后注入磨具中压制成型，最后根据需要可以对成型的木塑复合材料进行加工处理。
木塑复合材料现已应用于包装、建筑、园林庭院、汽车内饰等领域，但是木塑复合材料的力学性能不高及耐水性能差一直限制其更加广泛的使用，科研人员也致力于开发新型的高强木塑复合材料。
本文主要从木粉粒径、木粉填充量、基体塑料种类、加工工艺和原料前处理展开，探究木塑复合材料的力学性能特点，并介绍改性研究的发展现状。
１ 木粉粒径、填充量对材料力学性能的影响强度反映了材料抵抗破坏的能力，往往是复合材料增强改性的研究重点。
影响木塑复合材料拉伸强度、弯曲强度等力学性能的主要因素有植物纤维种类、含量、粒径分布，基体塑料的种类，助剂的使用，成型工艺等。
厉害到爆！木塑复合材料究竟比木材强在哪儿？
厉害到爆！木塑复合材料究竟比木材强在哪儿？近10年来，木塑复合材料的材性研究得到了迅速的发展，木塑家具制造技术更是突飞猛进。
中木商网陈昌文给木塑复合材料这块不熟悉的朋友先简单介绍下。
一说到环境友好型的绿色材料，木塑复合材料那是当仁不让。
在北京奥运会、上海世博会上、广州亚运会等等，木塑材料高调回归设计师视线。
凭借“绿色”概念，木塑复合材料获得了大众的认可，得到人们的青睐。
木塑复合材料，简称木塑，是由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等回收的废旧塑料与锯木、秸杆、稻壳、玉米杆等农林废弃物，经挤出、压制成型的板材或其他制品，原料中废弃物的利用比例可高达90%，符合国家节能环保的政策导向。
木塑的优势究竟在哪儿呢？1. 力学性能良好木塑复合材料内含塑料，因此它具有较好的弹性模量。
此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。
表面硬度高，一般是木材的2—5倍。
且握钉力明显优于其他合成材料，一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。
机械性能优于木质材料。
2. 优良的可调整性能通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而使木塑复合材料的密度、强度等特性根据不同需求得以调控。
并且，通过，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。
3. 耐久防变性能具有紫外线光稳定性、着色性良好。
4. 抑菌抗菌性能木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。
使用寿命长，可达50年以上。
木塑复合材料比较适合用于卫浴、厨房，尤其适合制造高端的厨卫家具产品，已逐步成为共识。
5. 减轻自重采用发泡技术和中空结构，使木塑产品减重成为可能，轻质高强的家具在组装、运输、存储中都更加便捷，顺应了如今互联网发展的时代背景。
80年代大家都认识到木塑可以用作建材、交通工具内衬及家具用材，之后，木塑在地板和装饰板制造中占据了主流地位。
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S BS改性再生型木塑复合材料及其耐水性能崔益华1 Noruziaan Bahman2 Lee Stephen3 Chang Moe2 陶 杰1(1 南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 210016)(2 香港科技大学土木工程系,香港)(3 香港科技大学先进工程材料实验所,香港)文 摘 为了充分利用城市固体废弃物中的各项资源,本项工作将固体废弃物中的高密度聚乙烯(HDPE)回收后与废弃的木纤维、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S BS)进行复合,成功地制备出S BS/再生型木塑复合材料,并进行了力学性能测试和水煮试验。
结果表明,S BS的加入使木塑复合材料的冲击韧性得到显著改善,同时,复合材料的弯曲强度和弯曲模量没有明显的影响,表明S BS可以作为木塑复合材料的增韧剂。
S BS/木塑复合材料经过8周、60℃的水煮后,复合材料的吸水率和厚度膨胀率均有所增加,弯曲模量和冲击韧性分别平均下降14.4%、10.8%。
水煮试验初期复合材料的弯曲强度逐渐降低,然后又逐渐增大,第8周后弯曲强度增加的幅度约10%。
木塑复合材料的冲击破坏模式以界面脱粘为主,而加入S BS后,复合材料的破坏以纤维断裂和基体断裂为主。
关键词 木塑复合材料,再生,橡胶,高密度聚乙烯Rubber/Recycled Plastic Wood Co mposites andTheirWater Resistance Pr opertyCui Yihua1 Noruziaan Bahman2 Lee Stephen3 Chang Moe2 Tao J ie1 (1 College of Material Science and Technol ogy,Nanjing University of Aer onautics&A str onautics,Nanjing 210016) (2 Depart m ent of Civil Engineering,Hong Kong University of Science and Technol ogy,Hong Kong) (3 Advanced Engineering Material Facility,Hong Kong University of Science and Technol ogy,Hong Kong)Abstract T o fully utilize the res ource in the munici pal s olid waste(MS W),S BS/recycled wood p lastic composites(R W PC)are successfully p repared thr ough compounding of recycled high density polyethylene (HDPE)fr om MS W,waste wood fiber and S BS.The mechanical p r operties and water2cooking experi m ents of R W2 PC are made.The results show that the additi on of S BS may greatly i m p r ove the i m pact strength of S BS/RW PC, while there is not any effect on the flexural strength and flexural modulus,i m p lying that S BS may act as the t oughe2 ning agent of R W PC.After8weeks of60℃water cooking ex peri m ents,the moisture content and thickness s welling of S BS/RW PC would increase a little,the average dr opp ing rate of flexural modulus and i m pact strength is about 14.4%and10.8%res pectively.A t the earlier peri od of hot water ex peri m ent,the flexural strength would gradual2 ly dr op a little,then increase t o a certain degree.The value after8weeks is about10%.I nterfacial debonding is the main i m pact fracture mode of RW PC while the fiber and matrix br oken will be the main i m pact failure mode when incor porati on of S BS inside R W PC.Key words Wood p lastic composite,Recycled,Rubber,H igh density polyethylene收稿日期:2005-11-07作者简介:崔益华,1970年出生,副教授,主要从事树脂基复合材料和混杂复合材料的研究1 引言木塑复合材料是以天然木纤维与热塑性塑料进行复合而制得的一种新型天然复合材料。
特点是: (1)具有木材的外观,但无木材节疤、斜纹;(2)不怕虫蛀、耐腐蚀,尺寸稳定性好,使用寿命长;(3)不仅具有热塑性塑料的可加工性,同时还兼备木材的一次加工特性如切割、粘接,还可用钉子或螺栓连接固定;(4)可反复回收利用,环境友好,维护费用也很低。
木塑复合材料一经开发立即引起研究人员的普遍重视,并取得了突破性进展[1～4],目前天然纤维复合材料每年在建筑和汽车领域的应用增长率分别为60%和50%左右,其中75%左右为木塑复合材料[5]。
正以每年超过15%的速度发展,市场前景十分广阔。
现有木塑复合材料所用的木纤维全部来自天然纤维,所用的热塑性塑料也是新鲜的原始粒料,致使木塑复合材料的成本很高,使其大规模应用受到限制。
为了节约资源,提高木材和塑料的利用率,研究采用回收的热塑性塑料和木材作为原料制备再生型木塑复合材料十分必要。
国内外在此方面已经开展了大量的研究工作,并取得了一定进展[6～9]。
现在的研究表明,木纤维的加入往往会对木塑复合材料的冲击韧性和断裂延伸率产生较大的影响。
大量木纤维的填充会引起与基体之间的界面结合力下降。
对于木纤维/P VC复合材料,当木纤维含量大于50%时,与纯P VC相比,木塑复合材料缺口冲击韧性一般要下降60%以上。
研究人员尝试了改善木塑复合材料冲击性能的措施,接枝共聚物被认为是一种良好的相容剂和冲击改良剂。
如马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)对于木纤维增强聚丙烯复合材料十分有效[10～11]。
丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)以及全丙烯酸型的P VC抗冲改性剂可以提高木纤维/P VC复合材料的冲击韧性[12～13]。
这些措施尽管对于改善木塑复合材料冲击性能有一定的作用,然而其效果十分有限。
探索新的途径来提高木塑复合材料的冲击韧性十分必要。
本项工作首先从固体废弃物中分离出高密度聚乙烯(HDPE),经过清洗、干燥后进行二次造粒。
将废旧的木纤维经过干燥、粉碎、过筛后与再生的塑料粒子、相容剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S BS)进行熔融共混,制备出S BS/再生型木塑复合材料。
测试并分析了S BS的用量对复合材料弯曲性能和冲击韧性的影响,对所制备的复合材料进行了水煮试验,通过电子扫描电镜观察了冲击破坏后试样的断口形貌,研究了此类复合材料的界面性能与断裂机制。
2 实验2.1 原材料的准备首先将生活垃圾中的塑料制品进行分类后,取其中的高密度聚乙烯制品例如洗洁精、洗发液、果汁、牛奶等的包装容器(标注有“HDPE”字样),用清水充分洗涤后在室温下干燥3～4d。
用剪刀将其加工成宽2c m的长条状片材。
采用COLL I N TEACH -L I N E E20T单螺杆挤出机进行挤出造粒。
模头温度为177℃,螺杆加热区温度依次为185、192、187℃,螺杆转速55r/m in,挤出压力110MPa。
将锯木厂的废弃木屑分别用16和100目的不锈钢筛进行分类,得到平均直径0.15mm、长度为150～1200μm的木纤维,其长径比(L/d)为1∶1～8∶1。
上述再生塑料粒子和木纤维置于105℃的烘箱中干燥24h,使其水分含量不高于1%。
相容剂选用马来酸酐改性聚丙烯(E AST MAN 公司,牌号为EP OLENE G-3003),苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S BS,牌号为岳阳石化公司巴陵791)。
2.2 混杂型木塑复合材料的制备将上述干燥后的再生塑料粒子与木纤维(质量分数为35%)、相容剂(质量分数为3.5%)和适量的S BS(质量分数分别为5%、10%、15%)在AE MF -101高速搅拌机中进行机械混合3m in,搅拌速度1800r/m in,从而得到不同S BS含量的混合物。
将每种混合物置于COLL I N TEACH-L I N E ZK25T 双螺杆挤出机中进行挤出造粒,模头温度为177℃,螺杆加热区温度依次为185、192、187℃,螺杆转速50r/m in,挤出压力130MPa,得到含S BS的再生型木塑复合材料粒料,然后置于105℃的烘箱中干燥24h。
称取800g上述复合材料粒料,放入模腔尺寸为25.0c m×16.0c m×0.5c m的铝合金模具中,采用热压成型机压制复合材料板材。
压制时首先将模具加热至180℃,保温5m in,慢慢闭合模具,以便混合物在高温下产生的气体溢出;然后在5m in内将压力缓慢升高至20t,保持10m in;通水冷却至室温后将压制的板材从模具内取出。
切去边缘部分,每一种配方压制5块板材。
所有试样在23℃、相对湿度65%的条件下自然时效72h,以消除加工过程中产生的残余应力。
2.3 性能测试2.3.1 含水率和厚度膨胀率首先从每种配方的各5块板材上分别切取尺寸为80mm×25mm×3mm的试样各5根,分为5组:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组,每组试样取自不同的板材,分别测量试样的原始厚度t0。
将第Ⅰ组试样称重(m)后,置于105℃的烘箱中干燥24h,称量其质量为m1。
计算其吸水M C,见式(1)。