本文關鍵詞：功能化聚乙烯基木塑復合材料結構與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學》 2012年

功能化聚乙烯基木塑復合材料結構與性能的研究

張會平  

【摘要】：木塑復合材料(Wood-Plastic Composites, WPC)是近年來興起的一種綠色環(huán)保復合材料，它是用各種熱塑性塑料和木纖維(或稻殼、麥秸、玉米桿、花生殼等植物纖維)加入一定量的添加劑和填料，，通過不同的復合途徑生成的高性能、高附加值的復合材料。木塑復合材料具有塑料和木材的主要特點，可以在眾多場合代替塑料和木材，目前已有較廣泛地應用，它的出現(xiàn)有利于緩解目前木材資源緊缺和植物纖維及塑料廢棄物回收利用困難的問題，具有重要的開發(fā)價值和社會效益。 由于木塑復合材料是易燃材料，而其應用領域大多有阻燃要求，因此對其進行阻燃性研究很有必要；另一方面，由于木塑復合材料中含有的植物纖維可能會受到真菌的侵蝕，從而影響其使用壽命，因而，對WPC進行防霉抗菌處理是十分必要的。本論文主要從以上兩方面出發(fā)，對聚乙烯基木塑復合材料進行功能化處理和研究。 論文首先研究了植物纖維的種類和含量對木塑復合材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：隨著植物纖維含量的增加，木塑復合材料的拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和維卡軟化點溫度有較大幅度的提高，但沖擊強度和熔體流動速率隨纖維含量的增加而下降。同時，通過對復合材料的吸水性和燃燒性能的研究發(fā)現(xiàn)，隨著植物纖維含量的增加，木塑復合材料的吸水率隨之提高，在添加量相同的情況下，HDPE（高密度聚乙烯）/松木復合材料的吸水率高于HDPE/竹粉復合材料。在植物纖維含量較少時，復合材料的吸水率較低，植物纖維的含量超過40phr后，復合材料的吸水率大幅度提升。 植物纖維的加入可以在一定程度上降低火焰的水平傳播速率，有效地改善材料燃燒時的熔融下滴情況，增加其成炭性；隨著植物纖維含量的增加，復合材料的LOI值逐漸增大。純HDPE的LOI為18.7，當木纖維含量為60%時，HDPE/松木、HDPE/竹粉復合材料的LOI分別為25.3、25.0，分別提高了35.3%、33.7%。 采用膨脹型阻燃劑聚磷酸銨（APP）、APP/PER（季戊四醇）復配對木塑復合材料的進行阻燃處理，研究結果表明，APP可顯著提高木塑復合材料的阻燃性能，隨著APP含量的增加，材料的LOI逐漸增大；當APP用量為20份時，垂直燃燒達到V-0級，此時，阻燃復合材料的LOI為29.4。同時，APP可提高復合材料的熱穩(wěn)定性。經(jīng)APP處理的阻燃材料體系，炭層表面比較疏松，且存在一些孔洞。單獨添加APP時阻燃效果優(yōu)于APP/PER復配體系，木塑復合材料體系中，PER的加入并沒有起到明顯的協(xié)效作用，木粉可作為成炭劑代替季戊四醇；協(xié)效劑Kie、La2O3的加入有利于阻燃體系燃燒時形成強度更高、結構更致密的炭層，可以更好地隔熱隔氧。 采用不同種類防霉劑對木塑復合材料進行防霉處理，結果表明，適量的防霉劑可有效改善木塑復合材料的抗霉菌能力，其中HDPE/松木復合材料體系的抗霉菌能力優(yōu)于HDPE/竹粉復合材料體系：添加少量防霉劑即可使HDPE/松木復合材料免受霉菌感染；對于HDPE/竹粉復合材料，1#防霉劑的防霉效果最好。少量防霉劑的加入可以在一定程度上改善HDPE/竹粉復合材料的力學性能，對HDPE/松木復合材料的力學性能的影響則不大。防霉劑的加入對復合材料的熱穩(wěn)定性影響不大。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TQ320.7
【目錄】：

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