塑木復合材料力學性能的改善

塑木復合材是利用微米級的木質纖維與熱塑性塑料作為原料， 再加入各種助劑， 經熱壓復合或熔融擠出等加工工藝制備成的復合材料。以木質纖維與熱塑性塑料復合成的塑木復合材料它對生物質原料的利用率接近**。塑木復合材料所能利用的木質纖維和植物纖維來源豐富、價格低廉；制品尺寸穩定性好，電絕緣性優良，生產和使用過程中，可反復加工利用。產品也廣泛應用于建筑、運輸、包裝及裝飾裝修等行業。
盡管塑木復合材料具有很多優點，我國也已經成為塑木復合材料的主要生產國，但wpc制品的性能仍有待提高，主要是力學性能和耐氣候老化性能。植物纖維的加入降低了塑料本身的韌性，并且由于木纖維是極性的，塑料是非極性的，兩者之間的界面結合力很小，導致wpc制品力學性能下降，應用局限于非結構性材料和對沖擊性能、強度等力學性能要求較低的場合。因此，具備良好的力學性能是對塑木復合材料較基本的要求，生產企業和研究機構始終致力于這方面技術的研發。根據研究表明，主要有以下3種增強途徑：
1）熔融共混改善力學性能。聚乙烯（pe），聚丙烯（pp）和聚（pvc）等熱塑性塑料是塑木復合材料常用的塑料基體，通常采用與柔性聚合物共混的方法來提高塑木復合材料的韌性，如共混低密度聚乙烯，聚烯烴彈性體以及橡膠粒子等。此外，利用增強纖維也可以起到提高力學性能的作用，如玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、礦物棉、聚酯纖維等。2）改善界容性。對木質纖維或塑料兩個主要組分進行化學改性能夠很好地改善二者之間的相容性，從而提高復合材料的綜合力學性能。對木質纖維的改性可采用聚乙二醇（peg）、naoh、等試劑。直接氟化、放電與閃爆脫膠處理對植物纖維表面也有明顯的改性效果。在物料熔融混配過程中添加偶聯劑是有效提高界容性的常用方法，如馬來酸酐接枝聚烯烴和鋁鎬偶聯劑，比較新型的偶聯劑為烷基烯酮二聚體（akd）和離子聚合物。**油脂作為表面活性劑也能改善纖維與基體的界面粘結性，增加復合材料的熱穩定性，辛酸與其他**油脂相比，對復合材料的熱穩定性改善效果較好。3）新型界面改性技術：**/亞臨界流體技術界面改性。**/亞臨界流體有著*特的物理化學性能，優異的溶解能力、較低的黏度、較高的擴散系數和熱傳遞系數。微小的壓力變化能引起熱物理性質較大的變化，特別在臨界點附近變化較為顯著。**/亞臨界法對木質纖維與塑料的界面結合有一定的改善效果，**/亞臨界流體主要有水、醇類化合物（甲醇、乙醇、丙醇）、co2等。對富含纖維素的生物質原料以微小尺寸加以利用，無疑為緩解優質木材資源短缺狀況開辟了新的途徑。同時，微小形態也為復合材料提供了較高的附加值。微納米纖維素復合材料可以充分發揮納米纖維素的模量大、強度高、可生物降解、可再生、生物相容性好等一系列優點。微納米纖維及晶體主要用于制備具有特殊功能的復合材料，如生材料、co2吸附材料、膜材料和生物醫用材料，大大拓寬了納米纖維素的應用范圍。制備具有優良性能和實用**的微納米纖維素復合材料將成為未來納米纖維研究的重點方向。生物質纖維在尺寸、性能、形態方面具有較大的可塑性，既可以大塊實體木材的方式應用于建筑、工程、家具等領域，也可以加工到毫米、微米、納米級別制備復合材料，可設計性較強。而這些多級別的原料尺寸對成型工藝也提出了新的需求，纏繞成型、共擠出成型、澆鑄成型都可以引入生物質復合材料加工制造。在提高基本物理力學性能的同時，利用高科技手段。賦予復合材料更多的功能屬性，生物纖維將可以進入航天、醫療、電子、交通運輸等較廣闊的應用領域，創造較高的經濟**。
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