木塑复合材料的性能研究
【摘 要】木塑复合材料具有良好的机械性能和物理性能。本文论述了原料、生产工艺等因素对木塑复合材料性能的影响,分析了木塑复合材料性能增强机理,总结了木塑复合材料与其他材料相比具有的优点和特点。
【关键词】木塑复合材料;性能;机理;优点
1.木塑复合材料概述
以木屑和废旧塑料为主要原料,经过高温混炼,再利用不同模具制成适合各种用途的板材、管材和异型材的复合材料,称为木塑复合材料。该材料的研发不仅为工业生产提供了性能良好的新材料,而且也是当代工业基础材料废物利用的最佳科研成果之一,在工业生产上的应用,有“合成木材”的美名。
木屑是木塑复合材料的主要原料之一。目前纳入国家和地方生产计划的林区和大中城市制材加工厂,每年要产生大约250万吨木屑,其中只有一小部分得到利用,大部分被丢弃,造成一定程度的环境污染和原料浪费。废旧塑料是木塑复合材料的另一主要原料。据我国轻工部门统计,2000年全国塑料制品总产量约800万吨。随着我国塑料工业的不断发展,废旧塑料制品将愈来愈多。
研究和开发木塑复合材料的生产和应用,不仅可为国民经济建设增添一种价廉而又具广阔应用前景的新材料,而且能为提高木材的综合利用率和治理废旧塑料制品的污染开避一条新的途径。这种新型复合材料在上世纪八十年代初国外已有研究成果和实际应用,我国开展该项研究则稍迟。自1984年开始立项研究,成果于1987年通过正式技术鉴定,目前已正式推广在生产部门应用,形成批量产品。
2.木塑复合材料性能的影响因素
木塑复合材料以木屑和废旧塑料为主要原材料,通过不同加工工艺成型。在实验过程中,通过调整和改变原材料或成型工艺,将所得到产品的性能进行比较,发现有明显差异。现将木屑、废旧塑料及成型工艺对木塑复合材料性能的影响进行论述。
2.1木屑对材料性能的影响及增强机理
木屑含有大量的短切纤维和木素。木纤维具有较高的机械强度和弹性,木素具有较好的硬度和刚性,它们均可作为改性剂在复合材料中起增强作用。木屑的比表面积和孔隙率都很大,使得木屑与液态树脂基体之间具有很大的接触界面。由于界面之间存在有偶极定向力、诱导偶极力和色散力,异相的复合过程便是依靠这种电场和力场的界面结合力而牢固结合。