聚合物基木塑复合材料的研究进展.doc

聚合物基木塑复合材料的研究进展 朱德钦，刘希荣，生瑜，陈招梅，曾炜祥 (福建师范大学化学与材料学院 福建福州 350007) , 本文介绍了聚合物基木塑复合材料存在的问题, 配方的确定，成型设备, 成型工艺，应用前景等。 木塑复合材料;; 成型设备成型工艺; 应用前景 Advances in ResearcheCollege of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou, 350007,China) Abstract：Wood Plastic Composites is a newly developed material and can be used in many fields. This paper introduces wood plastic composites concerning the existent problem, the settles of the formulation, processing equipment, forming craft and applied prospects. Key Words：Wood plastic composites; existent problem; formulation; processing equipment; forming craft; applied prospect 1 前言 聚合物基木塑复合材料(wood plastic composites, 简称WPC)是指以经过预处理植物纤维或粉末（如木、竹、花生壳、椰子壳、亚麻、秸秆等）为主要组分(含量通常达到60%以上)与高分子复合而成的一种新型材料。[1]。 聚合物基WPC存在的问题 (1)因含有亲水性基团羟基，纤维具有很强的极性，非极性不亲水的纤维和基体间的相容性很差，界面粘结强度低；(2)由于羟基氢键，纤维之间有很强的互作用，使得在基体中的分散极差，要达到均匀分散较为困难；(3)加工时填料易降解，高分子材料也热降解WPC的性能下降所以生产WPC制品的关键技术是在保证高填充量的前提下，如何确保的高流动性，与木粉之间的相容性，达到最佳力学性能，最终用较低的生产成本生产出具有较高使用性能的制品。聚合物基WPC的[2]: (1) 原料的处理提高高分子材料与之间的界面相容性； (2) 配方设计(3) 制品的成型设备及成型工艺如何成型模具的设计设定成型温度压力保持稳定加料、进行有效脱挥、提高木粉在体系中共混分散保证产品的性能 2.1 改善高分子材料与植物纤维相容性的途径 [3]: 2.1.1 对木质部分进行处理 : 化学方法：(1)表面接枝法：接枝是一种有效的改性方法，可以在复合前或复合的同时进行接枝。。 (2)界面偶合：偶联剂纤维形成共价键来改变界面粘合性。处理纤维，改善纤维与树脂的相容性。乙酰化处理: 植物纤维表面的羟基经乙酸酐或烯酮处理后，木材上的极性羟基基团被非极性的乙酰基取代而生成酯。 物理方法：(1)物理加工。(2)碱处理法。NaOH等能溶解木质中部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质，不改变主体纤维素的化学结构，而使微纤旋转角减小，分子取向提高，从而提高微纤的断裂强度等。其处理效果主要取决于碱金属溶液的类型及溶液的浓度。(3)酸处理法。用低浓度的酸液处理木质部分，主要除去影响材料性能的果胶等杂质。(4)有机溶剂处理法。主要用来洗脱木质中的蜡质，从而提高木质部分和聚合物基体间的粘结性。(5)原纤的表面放电处理。主要采用溅射放电、电晕放电等，这种处理主要引起物理方面的变化，。 2.1.2 对树脂部分的处理 通过在基体树脂上引入极性基团改变其极性，常用的方法是用马来酸酐接枝处理聚合物。如用马来酸酐对线型低密度聚乙烯(LLDPE)作改性处理，在自由基存在的条件下用马来酸酐对线型低密度聚乙烯进行接枝反应，将MA上的极性基团引入到非极性的聚乙烯分子上，形成LLDPE-MA共聚物。LLDPE改性后，大分子上的羧基极性基团与木纤维分子中的羟基，由于极性相近，分子间的作用力增强，使得两者间的相容性增强，从而提高了WPC的整体性能[8]。 2.1.3 添加相容剂 目前这是改善相容性采用最多的一条途径。添加的相容剂一般是一端含有极性基团，另一端含有非极性基团的化合物。根据相似相容的原则：含有极性基团的一端和木质部分相容，而含有非极性基团的一端则和树脂部分相容，可起到一个桥梁的作用而将两者结合在一起。一般相容性的改善是通过降低两相间的界面能，促进木纤维在树脂相中的分散，降低木纤维之间的凝聚力，提高聚合物基体的容纳能力而实现的，另外还通过增加高分子链与纤维间的机械缠绕而提高界面的粘结力，得到优良性能的制品