木塑复合材料界面改性

合集下载

木塑复合材料用木质材料改性研究进展

高。这样纤维表面的杂质被除去，纤维表
面变的粗糙，使纤维与树脂界面之间粘合能力增强。另～方面，碱处理导致纤维原
料的性能。除了加热烘干法脱水外，还可以加入吸水性无机填料如氧化钙（ａ）Ｃ０来
脱水，这种脱水方法有利于保护纤维素的，月ＩＡ，但是用量不易控制，而且产物对复工ｂ
关键词：木塑复合材料；木质材料；相容性；改性
ＲｅｅｒｈｏｇｅｓｗｉｈｏｄｉｃｔｏｎｏｏｄＭａｅｉｌｓａｃＰｒｒｓｔＭｉｆａｉｏｆＷｔｒａｓｕｓｄｏｏｄ－ＰｌｓｉｏｐｏｓｔａｅｉｌｅＷａｔｃＣｍｉｅＭｔｒａｓ
在高温处理下，官能团的变化主要是木纤
材料的力学ｆ能；结果表明，用无纺毡制ｌ生备复合材料的方法可较大幅度提高纤维含量，能较好地解决落麻纤维在复合材料中
电处理主要引起化学修饰、聚合、自由基产生等变化。等离子体的作用包括质子的
２１０７：ＰＡＴＣＮＵＡＴＲ塑料制造１年月ＦＩＬＳＩＳＭＡＦＣＵＥＪ
Ｋｅｗｏｄ＂ｏｄｐａｔｏｏｓｅｍａｅｉｌ；Ｗｏｄｍａｅｉｌ；ＣｏａｉｉｔｙｒｓＷｏ — ｌｓｉｃｍｐｉｔｒａｓｃｔｏｔｒａｓｍｐｔｂｌｙ；Ｍｏｄｆｄｉｉｅｉ
木ｏ料ｗ－ｃ，ｏｏｓｏｍｉ（ｐｅｄｔｓ
ＹａｅＪａｒｎｉＷｅｗｅｈｈｉｕｌｉｉ
ｒｓａｃｓｔｔｆｌｓｉ，ａｉｅｓｙｏｈｎ，ａｙａ，３０ＲｅｅｒｈＩｔｕｅａｔｓＮｏｈｎｉｏＰｃＵｎｖｒｉｆｉａＴｉｕｎ００５）ｔＣ１

WF／PVC木塑复合材料理化性能的研究

ｔｎａｄｔｉｋｅｓｓｌｎｒｉｎｈｃｎｓｗｅｌｇａｅｉｒｖｄｔａｅｏｅｍｏｉｃｔｎｏｉｍｐｏｅｈｎｂｆｒｄｆａｉ．Ｗｈｔｉｍｏｅｈａｌｓｗｉｈｔｒａｅｍｏｉｉｏａｒ，ｔｅｓｍｐｅｔｔｅｉｅｆｃｄ — ｓｈｎｉｓｃｍｏｎｅｒｕｅｉｒｔｈｎｓｗｉａｓｎｌｄｆｒｔｒｏｐｕｄｄａｅｓｐｒｏｏｔｅｏｅｔｉｇｅｍｏｉｅ。ｗｈｌｔｅｓｅｉｎｒｎｌｚｄｕｉｇｔｅｔｃｎｌ — ｅｈｉｉｈｐｃｍｅｓａｅａａｙｅｓｎｈｅｈｏｏｅｇｅｆＦＲｎＥＭ．ｉｓｏＴＩａｄＳ
与马来酸酐接枝共聚ＰＶＣ树脂进行复合所制备的复合材料的性能明显优于单一种改性的性能。同时采用Ｆ — ＴＩＲ、
ＳＭ对木塑复合材料进行了分析。Ｅ关键词木塑复合材料界面改性剂复配理化性能
Ｓｕｙｏｈｈｓａｎｈｍｉａｒｐｒｉｓｏ／ＶｏｏｉｓｔｄｎｔｅＰｙｉｌｄＣｅｃｌｏｅｔｆｃａＰｅＷＦＰＣＣｍｐｓｔｅ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ
ＷＦＰＶＣｏｏｉｅ，ｉｔｒａｅｍｏｉｅｓｃｍｐｕｄｄｈｓｃｌｎｈｍｉａｐｏｅｔｅ／ｃｍｐｓｔｓｎｅｆｃｄｆｒｏｏｎｅ，ｐｙｉｄｃｅｃｌｒｐｒｉｓｉａａ
０引言
木塑复合材料是一种用农林废弃的木质纤维填充热塑性聚合物而制备的复合材料，有木材和塑料的优点。过兼

废旧聚乙烯复合材料的制备与性能研究

进行生产，因而获得了迅速发展但是，。由于木塑复合材料中木纤维呈现较大的极性，而聚乙烯ＰＥ是非极
宗塑料品种，在塑料工业中聚乙烯产量最大、用途最广、消费量最大，其废旧塑料量也相当惊人。据不完全统计，旧聚乙烯量占整个废旧塑料量的４％ｔ废８２１。由于分子结构等原因，聚乙烯废旧塑料不能实现自然降解，会对环境造成永久性污染。目前，旧聚乙烯塑料主要废
粉的增强效果最差。
图３几种木纤维对ＲＥＳｌａ复合材料－的影响Ｐ／ｉｃｉ陛能
２．不同植物纤维对ＲＥＳｌａ复合材料热稳定性４Ｐ／ｉｃｉ
的影响
图４和表１考察几种植物纤维对复合材料热稳定
性的影响，从图和表中数据可以看出，复合材料的失重
（）曲模量和弯曲强度ｂ弯
图２ｉｃＳｌａ含量对复合材料力学性能的影响ｉ
－ｒｎ１生，Ａ丧，，０１臻茧１＂
力学性能的影响，植物纤维的用量控制在３％。从图０
（缺口冲击强度ｄ）
中可以发现，的综合增强效果最好，竹粉尤其体现在弯曲模量和弯曲强度方面；次是２木粉、其松木粉；木杂
在氮气保护下对废ＰＥ熔融状况进行分析，样品质量为４６ｍ，流量为２Ｌｍｎ～ｇ气０ｍ／ｉ。
１．力学性能测试．２４
拉伸试验：照Ｇ００９按Ｂ１４ — ２标准进行测试；
日
吕
弯曲试验：照Ｇ／３１２０按ＢＴ９４ — ００标准进行测试；

木塑复合材料加工、研究现状及发展趋势

木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势一木塑复合材料加工技术随着科学技术地发展，现代社会对材料地要求更高了，既要求其有较好地物理力学性能，对人类有亲和力，又要环保.木材是一种天然生物质材料，自古以来被人们广泛喜爱和使用.随着我国天然林面积地减少和“天然林保护”政策地实施，木材资源困乏、质量下降、木材价格越来越高、木材加工业地废弃物增多以及世界林产品需求量地增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻找木材地替代品.而由于生产和生活水平提高，过去被大量用于烧柴地木制品加工废弃物，如木屑、刨花、边角废料以及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费，并对环境产生极大地破坏性影响据统计，我国每年由于木材加工余下地废弃木粉量达数百万吨，其他天然纤维如稻糠等地产量上千万吨，这些资源如能得到有效开发和利用，价值可观. 在不断研究中人们认识到木材改性技术可以实现新地突破，而填充改性既可以降低产品成本，又可以提高产品地使用性能，甚至赋予木材材料全新地性能，从而使木材行业有了新地生机.与此同时，塑料制品在生产和生活中地应用，随着经济发展越来越广泛，因塑料废品处理不当而造成地白色污染问题已经成为一大环保难题. 有关数字表明，在城市垃圾中，塑料废弃物已占到垃圾总量地25%〜35%.在我国，城市人口每年产生地废旧塑料达240万〜280万吨，已成为环卫部门地严重负担.如果能将废旧塑料制品有效利用起来，将对环保和经济发展产生巨大地推动作用. 这种背景下，将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新地材料，即木塑复合材料（Wood—polymer Composites ，简称WPC也就应运而生了.1木塑复合材料地定义木塑复合材料（WPC是以木材为主要原料（形式有锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等），经过适当地处理使其与各种塑料（用于木塑复合材料地热塑性塑料主要有聚氯乙烯（PVC｝，聚乙烯PEA，聚丙烯（PPS），聚苯乙烯（PST），聚甲基丙烯酸甲酷（CPM），以及聚乙烯（PE，聚丙烯（PP、聚苯乙烯（PS等）按一定比例混合并添加特制地助剂，如偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、防霉剂等加工助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成地一种新型复合材料，是一种高性能、高附加值地绿色环保复合材料，其性能优良、用途广泛、利于环保，有广阔地发展前景，值得大力研发推广.2木塑复合材料地分类木塑复合材地制造方式目前主要有两种：一种是将塑料单体或者低聚合度树脂浸入到实体木材中，通过加热或辐射引发塑料单体或者低聚合度树脂在木材中进行自由基聚合，所得复合材料称为塑合木. 这种复合方式可以提高木材地尺寸稳定性、耐腐性、防蛀性, 以及木材地物理、力学性能. 所浸注地单体一般采用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等单体.另一种是将木材以刨花、纤维和木粉地形态作为增强材料或填料添加到热塑性塑料中，并通过加热使木材与熔融状态地热塑性塑料进行复合而得到地复合材料，称为木塑料复合材料（简称WPC）.从木塑复合材料地基体与功能体结合方式考虑，可将其分为以下三类：1）实体木材一塑料复合材料；此类材料以基体与功能体之间或功能体在基体内部地化学合成反应为主要特征.2）木纤维（木粉）一塑料复合材料；此类材料以木质纤维材料为基体与高分子量塑料直接复合，其结合方式以两种材料表面（或界面）物理结合为主.此种材料地制造工艺是将木纤维或木粉与塑料充分混合，在混合过程中塑料熔化形成制品. 当木材组分低于50％时，称为木质填料塑料；而木材组分高于60％时，则称为热塑性树脂增强型复合材料. 该种复合材料地某些物理力学指标优于纯木材制品，可再成型为各种模压制品，在包装、家具、房屋建筑及汽车内饰件等领域具有广泛地应用前景.3）木材一塑料合金复合材料.将实体木材或单板用一种聚合物地单体或预燃物浸注，然后再使其在木材中聚合. 一般来说，这种聚合物不能进入木材地细胞壁，而是存在于细胞腔内. 此种聚合材料比原有材料具有更高地强度、刚度、耐磨性及其它一些优良地物理性能. 可制成地板、乐器、运动设备及装饰材料等.木材〜塑料合金复合材料要求木材高分子与塑料地完全融合，具有类似于金属材料以及共混高分子材料所达到地那种状态.该种复合材料首先要对木材地化学组分进行改性，使其能溶于某些溶剂之中或与高分子塑料之间相互均匀分散.3木塑复合材料地特点1）木塑复合材料地优点①社会经济性好，可持续发展，特别适于我国天然林保护”地国策；②耐用、寿命长，类似木质外观，比塑料硬度高；③具有优良地物性，比木材稳定性好，不会产生裂缝、翘曲、无木材竹疤、斜纹，加入着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩绚丽地各种制品；④具有热塑性塑料地加工性，容易成型，用一般塑料加功设备或稍加改造后便可进行成型加工.加工设备新投入资金少，便于推广应用；⑤有类似木材地二次加工性，可切割，粘接，用钉子或螺栓连接固定；⑥利于装潢、装饰，可涂漆美化，产品规格形状可根据用户要求调整，灵活性大；⑦不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小、不会吸湿变形；⑧能重复使用和回收再利用，可以生物降解，保护环境；⑨利于环境保护，可用废弃木材、农作物纤维和废弃塑料作材料；⑩资源丰富，费用低廉，成本低.2）木塑复合材料地缺点尽管广大地科研和工程人员做了不懈努力，但木塑复合材料在各种使用场合中仍存在着一些不足，主要表现为：1）密度高，通常为木材地2~4倍；2）产品地安装费用相对较高（由于复合材料地密度较大，在组装时需要使用射钉枪或自攻螺钉）；3）耐热性和耐紫外线能力较差；4）制品地硬度和载荷能力较木材差.3）国产塑木复合材料质量上存在地主要问题a制品抗冲击性能差，脆性大，易损坏断裂.其原因：废旧塑料及木粉（天纤）质量不合格，选择不当，配方及工艺条件不合理，原料含水量高，加工时产生气泡，水解或热分解，使树脂分子量降低所致.b、制品结构不密实，有气孔，蜂窝，剥离或分层.其原因：原料混合不均匀，混炼效果不好，没有应用塑料改性技术，使两种极性不同地物质（塑料/天纤）不相容，不能牢固粘结地结果.c、制品表面不平整，有斑孔，翘曲，变形. 其原因：螺杆、料筒有伤痕缺陷，引起物料滞留或碳化，原料不符合规格要求，含有杂质，没有选用流动性适宜，收缩率和各向异性小地基体树脂，对定型模冷却控制不好.由于木塑复合材料具有比单纯地木材和塑料无法比拟地诸多优点，已受到国内外地广泛关注. 该材料是绿色环保材料，可以回收利用低成本地废弃木材和塑料，用此技术生产出来地木塑复合材料可取代木材使用，有力地缓解我国因森林资源贫乏而木材供应紧缺地矛盾.木塑复合材料生产技术既符合国家经济形势发展地需要，也衬合国家地产业政策，而且产品使用范围广.因此，可以相信木塑复合材料是一种极具发展前途地材料，也是一项有生命力、有市场开发前景地创新技术，具有广阔地市场前景和良好地经济效益和社会效益.4木塑复合材料地应用木塑复合材料地应用领域木塑材料应用于包装行业主要是托盘、包装箱、集装器具等.因而在国内有很大地市场需求.木塑材料具有耐潮、防虫蛀等特点，适用于仓储行业使用地货架铺板、枕木、铺梁、地板等.木塑材料制成地凉亭、座椅、花盆、垃圾桶等具有防水、防潮、防腐地特点，而且寿命长、价格低；用木塑复合材料制作房屋、室外地板阳光房码头、护栏等产品已在国外开始起步.近几年来，由于木塑复合材料地木质材料组成部分正在向各种其它植物纤维材料发展，因此，从更广泛意义上讲，木塑复合材料实质上已成为以各种植物纤维材料为基体，与各种不同塑料形成地一类新型复合材料.它地出现有利于缓解目前木材资源紧缺和废弃物回收利用困难地问题，提高产品地附加值，可以广泛应用于汽车工业、建筑行业、室内装饰、家电和运输等行业方面.研究木塑复合材料是木材工业史上地革命性发展，是现代材料工业发展地主要方向之一.概括地说，在国内，木塑复合材料地应用领域包括：包装、运输类：托盘、军品和民品包装箱、玻璃包装箱、周转箱，插车货板、仓储垫板、铁路枕木等。

用于塑木挤出基本配方如下

用于塑木挤出根本配方如下：据情添加一定量的抗老化剂如抗氧剂UV剂。

也可全用木粉，也可木粉和竹粉搭配使用但竹粉含水率较高。

此配方具有以下特性：1，可提高生产速度，提升产能。

2，提高产品的力学性能，如弯曲强度，冲击强度，弯曲模量，降低含水率和吸水率。

3，产品外表质量好。

4，无需加偶联剂简化工艺，降低本钱。

5，良好的抗静电性能，保护产品的外观清洁。

6，提高产能，降低人工，水电本钱提升效益。

比硬脂酸盐，硬脂酸，石蜡，PE蜡润滑体系挤出速度提高30%左右。

用于注塑根本配方如下：1.5配方组成及加工工艺1.5.1原材料选择(1)树脂目前用于木塑复合材料的树脂主要有：PE树脂〔多采用HDPE回收料〕，开展迅速，占市场用量的80％；PVC市场占有率为10％，目前增长停滞；PP基木塑占8％，有相当局部用于高端应用；ABS、PS木塑受制于配方技术，开展缓慢，约占2％。

聚丙烯(PP)是用量最大的通用塑料之一，其来源丰富，价格低廉。

聚丙烯具有熔点高、密度小、耐水性强、机械性能和力学性能优异等特点，其制品无毒无味，光泽性好，聚丙烯己经广泛应用于包装方面、医疗器具、汽车零部件、家电和建筑等领域。

根据高分子立体构造不同，聚丙烯有三个品种：等规聚丙烯〔IPP〕、间规聚丙烯〔SPP〕和无规聚丙烯〔APP〕[22]。

目前工业生产中的聚丙烯超过90％为等规聚丙烯。

用木粉填充改性聚丙烯不仅可以降低本钱，还可以明显改善聚丙烯成型收缩率大、低温脆性等缺点。

选择不同牌号的聚丙烯做木塑复合材料的基体，得到不同力学性能复合材料。

〔2)木粉木粉是由木材机械粉碎而成，不同粒径的木粉具有不同的外表粗糙度，外表粗糙度影响木材与塑料能否形成良好浸渍，能否在界面区形成较深的机械互锁作用。

目前常用于木塑复合成型的木粉大小约为50—200目之间。

纤维素是构成木粉的最主要成分。

纤维素外表存在大量羟基这些基团的存在，使木塑复合材料具有很强的极性和吸湿性，两者对木塑复合材料的力学性能、耐热性及吸湿性都有很大的影响[23]。

国内外木塑复合材料的研究进展

国内外木塑复合材料的研究进展摘要：阐述了木塑复合材料在21世纪的研究进展，涉及国内外在近几年的主要研究成果，介绍了包括界面相容性的改善方法、加工工艺的改进以及木塑复合材料的相关性能探讨，并提出了我国木塑复合材料今后的发展方向。

关键词：木塑;复合材料;研究进展木塑复合材料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。

主要用于建材、家具、物流包装等行业。

将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

1 国内木塑复合材料研究进展木塑复合材料这种新兴的环保材料产品在世界范围得到越来越多的关注和认可，其生产量和使用量都在逐年快速增加。

我国在木塑复合材料方面的研究也一直处于进步状态，进行了大量有益的试验并取得不少成果。

2001年贺德留[1]等在低温和中温环境中进行两个阶段的化学反应引发聚合固化，实验中以速生劣质材杨木为基材，以有机单体甲基丙烯酸甲酯作为浸滞剂，并着以适当颜色，在真空状态下作浸滞处理，处理件在石蜡包围下，制造出木塑复合材料。

该技术实际应用中出现的问题有很多，但在此工艺基础上，通过制作杨木木塑复合材料地板试验已基本解决。

研究得出相关结果有：木材的含水率需要达到一定的指数才可以进行浸注;采用甲基丙烯酸甲酯为浸注液时，偶氮二异丁腈的有机单体量也有一定规定，而且把偶谈二异丁腈作为化学引发剂;微量加入还原剂亚铁离子的方法可以改变和强化复合材料的性能，但须注意要定期往循环浸注液中补加亚铁离子和化学引发剂;制作高硬度的木塑地板时可以在有机单体中加入色素(而且加入量是有一定的规定)，这样既改变了复合材料颜色，同时增强了复合材料的性能;浸注过程的真空度尽可能保持不变，当浸注真空度和浸注时间达到要求的数值时可以制作木塑复合材料地板同时也满足材料的硬度要求很大时的情况;最后一步一定要及时进行石蜡包裹，石蜡油温度在一定数值时才能达到理想的包裹效果;有机单体在木材内的聚合固化程序时间也在实验中得到验证。

木塑复合材料

物流管理1班木塑复合材料木塑复合材料是以废旧塑料、木粉为原料，按一定比例混合，并添加特制的助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料。

其性能优良、用途广泛、利于环保，并有广阔的发展远景，值得大力研发推广。

木塑复合材料的加工工艺：木塑材料的技术特点是把两大类差异较大的不同材料相互混合在一起，即将木材塑料合二为一成复合材料。

木粉作为塑料的一种有机填料，具有来历广泛、价格低廉、密度低、绝缘性好等许多其他无机填料所无法相比的优良性能。

但它并没有像无机填料那样得到广泛应用，主要原因在于：一是与基体树脂的相容性较差；二是在熔隔的热塑性塑猜中分离效果差，造成活动性差和挤出成型加工困难。

由于木粉中主要成份是纤维素，含有大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使木粉具有吸水性，且极性很强。

而热塑性塑料多数为非极性，具有流水性，所以二者之间的相容性较差，界面的粘接力很小，需要通过使用添加剂改性塑料和木粉的表面，进步它们之间界面的亲和力。

改性的木粉具有加强性质，能够很好地传递填料与塑料之间的应力，从而到达加强复合材料强度的作用。

挤出成型、热压成型、注射成型是加工木塑复合材料的主要成型方法。

由于挤出成型加工周期短、效率高，因此挤出成型方法是一种较为常用的工艺线路。

从木塑复合材料工艺技术特点来看，主要有以下几类：从原料使用方面来看，一类使用的塑料原料为纯塑料或贸易级塑料；另一类是使用具有一定特性的单组分废旧塑料。

从加工工艺方法来看，一类是二步成型法，即塑料与木粉造粒后再进行成型加工；另一类是一步成型法，即塑料与木粉混合后直接进行成型加工。

从成型机理方面来看，一类是物理成型，即使用热隔性粘合剂，在成型过程中将塑料与木粉粘合在一起；另一类是物理化学成型，即通过加入添加剂，在压力和温度的控制下，使原料混合物同相对低分子的添加剂一起转变为高分子状态的网状纤维材料。

采用这种工艺制成的材料，内部结构完全是融合后重生的网状分子结构，比其他工艺生产出的木塑产品的抗弯、抗压、抗冲击强度要好。

热塑性木塑复合材料

热塑性木塑复合材料木塑复合材料( WoodPlast ic Composite, WPC)是指采用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料。

与木材相比, WPC 能够连续挤出, 能够获得任意横截面; 尺寸稳定性和精确性良好, 几乎不产生废料; WPC 可以采用与木材一样的方法进行加工, 因此其户外维修的费用非常低; 为了更美观, 可以给WPC 上漆, 这一点比绝大部分塑料都要容易; 另外WPC 的户外耐久比软木要好, 使用时间预期为25~ 30 年。

热塑性塑料基体主要为PE、PP、PS 等聚烯烃和聚氯乙烯, 包括新料、回收料以及二者的混合料; 木纤维有废木粉、刨花、锯木; 其他植物纤维有粉碎处理过的稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、泽麻、黄麻、大麻等。

废木可以从倒塌或坏死的树木获得, 也可以从传统木材加工过程中回收。

木纤维和植物纤维对成型设备磨损小, 尺寸稳定性良好,电绝缘性优, 无毒, 可反复加工, 能生物降解。

可见, 进行WPC 制备、加工的研究有巨大的环保意义和经济效益, 其应用有广阔的前景。

虽然木塑复合材料力学性能比木材要好，但目前TWPC大都作为非结构材料。

对施工和建筑应用来说，能否在各种环境下保持所需力学性能非常重要。

有人对在海水环境中腐蚀2年的TRIMAX木塑材料(HDPE类)做性能测试，没有发现翘曲等变形或开裂，尺寸变化也在生产厂商标明的允许范围内，材料的模量和强度只有很小的变化。

疲劳测试中，由于木成分会升温，而塑料对温度敏感，所以木塑材料的疲劳性能难以测试。

木塑材料的螺钉联结强度随温度的降低而增加。

木材是极性亲水性物质, 大多热塑性聚合物为非极性憎水性物质, 因此必须采取各种措施来提高木- 塑界面相容性。

目前采用的方法主要有: 对木材进行乙酰化或硬脂酸化处理、聚甲基丙烯酸甲酯处理、马来酸酐处理等。

另外由于绝大多数木材是以粉末或短纤维态与热塑性塑料复合的, 它们不易混合而易生成毛团状, 同时极性纤维与非极性塑料难以相容胶合, 造成复合体力学性能低劣。

如何提高木塑复合材料的使用寿1

如何提高木塑复合材料的使用寿命影晌木塑复合材料的使用寿命本人认为与产品的吸水率、产品的耐候性、润滑剂的选择、工艺的选择等有关。

一：木塑复合材料的吸水性。

木塑复合材料(WPC)是近年来兴起的一类绿色环保材料，生产木塑复合材料的主要原料是农林废弃物(如木粉、竹粉、糠粉等，主要成份为植物纤维)和废旧塑料(如PE、PP、等)，其产品主要用作天然木材的替代品。

因此，研究和开发木塑复合材料对于农林废弃物和废旧塑料的综合利用、缓解天然木材紧张的压力具有重要的意义。

由于植物纤维存在着高吸水性的缺点，木塑复合材料的吸水性逐渐被人们所认识，如何降低木塑复合材料的吸水率已经成为一个非常重要的技术问题。

近年来，国外关于木塑复合材料吸水性和如何降低木塑复合材料吸水率的研究较多，国内较少。

在此综述了国内外木塑复合材料吸水性研究的进展情况，介绍了木塑复合材料吸水的原因、危害以及吸水率的影响因素。

1 WPC吸水的原因木塑复合材料的主要原料之一是农林废弃物，其主要成份为植物纤维。

植物纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，其中纤维素含量最多，纤维素大分子的重复单元每一个基环内含有3个羟基，使纤维素具有很高的吸水性。

另外，纤维素是由结晶区和无定型区交错联结而成的二相体系，其中还有许多的空隙系统，这增强了纤维素的吸水性。

半纤维素是由多糖基组成的一种聚合物，同样含有较多的羟基而易吸水，此外，半纤维素不能形成结晶区，水分子容易进入，吸水性比纤维素还要高。

木质素也含有极性基团，因此也具有一定的吸水性，但由于天然木质素的分子量很大，亲水性基团相对于纤维素较少，所以吸水率稍低。

木塑复合材料中填充有大量的植物纤维，不可避免地具有一定的吸水性。

虽然木塑复合材料中的植物纤维已被塑料所包覆，而且在生产过程中植物纤维表面的部分羟基已与某些偶联剂或相容剂作用而酯化或醚化。

因此，木塑复合材料的吸水率远低于木材的吸水率，早期人们对木塑复合材料的吸水性并不太重视。

木塑相关资料整理

木塑相关资料整理什么是WPC木塑复合材料(WPC)是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，它集木材和塑料的优点于一身，不仅有像天然木材那样的外观，而且克服了其不足，具有防腐、防潮、防虫蛀、尺寸稳固性高、不开裂、不翘曲等优点，比纯塑料硬度高，又有类似木材的加工性，可进行切割、粘接，用钉子或螺栓固定连接，可涂漆。

WPC术语中英对比稻壳粉：wooden flour木塑复合材料：wood-plastic composites界面：interface相容性：compatibility粘度：viscosity挤出：extrude助剂：additives二. 目前局限性：WPC用途广泛，价格廉价，然而要生产出各方面性能优异的产品却不太容易。

要紧缘故是：〔1〕因含有大量的亲水性基团—羟基，植物纤维具有专门强的极性，而常见树脂基体通常为非极性、不亲水的，故植物纤维和树脂基体间的相容性专门差，界面粘结强度低，阻碍了WPC的机械性能；〔2〕由于羟基间可形成氢键，植物纤维之间有专门强的相互作用，使得其在树脂基体中的分散极差，要达到平均分散较为困难；〔3〕成型加工时植物填料易降解变色，不适合的配混和加工工艺会导致WPC的性能下降。

因此生产WPC制品的关键技术是在保证植物纤维高填充量的前提下，如何确保WPC的高加工流淌性，树脂与木粉之间的良好相容性，以达到最正确力学性能，最终用较低的生产成本生产出具有较高使用性能的WPC制品。

因此聚合物基WPC的生产需解决以下三个方面的问题：〔1〕原料的处理—以提高高分子材料与植物纤维之间的界面相容性为要紧目的；〔2〕配方设计—以改善木塑成型物料的加工流淌性为目的；〔3〕制品的成型设备及成型工艺—如何通过成型机械、成型模具的设计和设定合适的工艺条件〔成型温度和压力〕，以保持稳固加料、进行有效脱挥、提高木粉在体系中共混分散、保证产品的性能为要紧目的。

因此，木塑材料的加工难度大。

目前国内实现工业化应用还有许多工作要做。

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。

木塑复合材料的分类及改性

木塑复合材料的分类及改性木塑复合材料（Wood-plastic composites，简称WPC）是采用木材加工剩余物、森林抚育剩余物、废旧木材、农作物秸秆等木质纤维材料和废旧热塑性塑料为主要原料，通过挤出、压制等成型方式形成的复合材料[1]。

木塑复合材料既具有木质纤维材料的高强度和高弹性，又具有塑料的高韧性和耐疲劳等优点，是一种既似木材又优于木材的新型代木材料[2]。

2010 年中国国内木材需求总量约为3.6亿m3，供需缺口达到1.2亿m3。

随着需求的增加，供需缺口逐年增大，预计2015年达1.5 亿m3，2020年达2亿m3，到2050年接近6亿m3[3]。

木材资源供应愈发严重不足的形势将在一定程度上影响我国整个国民经济的发展。

速生丰产木材因其生长周期短、成材率高、经济效益好等显著特点而受到越来越多厂商和研究者的青睐。

我国人工速生林主要品种有杨木、柳木、桦木、泡桐和桉木等。

然而，速生木材与天然针叶木、阔叶木相比，存在着材质差、纤维短、易变形、易腐朽虫蛀等缺点，无法满足高档次木材加工业的要求，缺乏应用价值与经济价值。

因此，研究者以基于物理、化学原理的新技术对速生木材进行改性，使其性能得到大幅度提升甚至达到优质天然木材的性能[4]，早在20 世纪30 年代，改性后的压缩木就曾用于欧美军用飞机以防雷达探测，目前速生木材改性技术是世界发达国家重点研究的技术领域之一。

木塑复合材料(WPC) 就是木材改性的一种。

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。

PVC基本塑复合材料界面结合改性研究进展

ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｉｎｔｅｒ ‘ ｌｏｃｋｅｄｔｈｅｏｒｙ，ｗｅｔａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｙ，ｃｒｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄｉｎｇｔｈｅｏｙｒａｎｄＬｅｗｉｓａｃｉｄ — ｂａｓｅｔｈｅｏｙ．ｒＴｈｅｎｏｖｅｌａｓｓｉｓｔｉｎｇｍｏｄｉｉｆｅｄｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｉｎｔｅｆａｒｃｅａｄｈｅｓｉｏｎｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓ．
第４２卷第２期２０１４年２月
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ・９・
ＰＶＣ基木塑复合材料界面结合改性研究进展水
徐开蒙，李凯夫，曹馨蕾，李腊梅
（华南农业大学木质复合材料工程中心，广东广州５１０６４２）摘要：基于机械互锁理论、浸润性理论、化学键理论及Ｌｅｗｉｓ酸碱理论四种界面结合理论有针对性地阐述了聚氯乙烯（ＰＶＣ）基木塑复合材料界面改性方法的研究进展，并补充了近几年来创新性的辅助式改性方法，通过总结不同改性方法之间的优缺点，提出了ＰＶＣ基木塑复合材料界面改性存在的问题及研究方向。关键词：木塑复合材料；聚氯乙烯；界面结合；改性方法

秸秆粉-聚乳酸木塑复合材料的制备及改性研究

秸秆粉-聚乳酸木塑复合材料的制备及改性研究秸秆粉/聚乳酸木塑复合材料的制备及改性研究引言秸秆资源丰富，价值潜力巨大。

将秸秆制成可再生的材料，在环保、可持续发展和资源利用方面具有重要意义。

而聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）是一种生物可降解的高分子材料，被广泛应用于塑料制品中。

它具有优良的性能和广阔的市场前景。

秸秆与聚乳酸的复合材料，具有兼并两者优势的潜力，在塑料制品领域具有广泛的应用前景。

本文将重点讨论秸秆粉/聚乳酸复合材料的制备方法和改性研究。

制备方法1. 秸秆粉的制备在制备秸秆粉时，首先需要选择干燥期适宜、含水率最低的秸秆原料。

将秸秆切割成适当的大小，然后经过破碎和粉碎等处理，得到均匀细小的秸秆粉。

2. 聚乳酸的制备聚乳酸的制备方法较为复杂，这里不做过多赘述。

简单来说，聚乳酸是通过乳酸分子之间的酯键反应而形成的。

3. 秸秆粉/聚乳酸复合材料的制备将制备好的秸秆粉与聚乳酸按照一定的比例混合均匀，然后通过热压、挤出或注塑等方法进行成型。

通过控制不同的成型方法和工艺参数，可以获得不同形状和性能的复合材料。

改性研究1. 表面改性秸秆粉/聚乳酸复合材料的性能很大程度上取决于秸秆粉的分散状态和与聚乳酸的结合情况。

可以通过表面改性的方法，例如接枝剂、交联剂或表面活性剂等，提高秸秆粉与聚乳酸的相容性和结合力，从而改善复合材料的力学性能和稳定性。

2. 添加剂改性可以向秸秆粉/聚乳酸复合材料中添加一些填料、增塑剂、增稠剂、稳定剂、抗氧剂等添加剂，通过改变复合材料的组成和性能，进一步提高其力学性能、耐热性、耐候性、阻燃性等。

3. 微观结构改性通过控制聚乳酸分子的取向、交联程度和晶化度等微观结构参数，可以调控复合材料的力学性能和热性能。

例如，通过添加一定量的交联剂或增加热处理过程，可以提高复合材料的强度和热稳定性。

结论秸秆粉/聚乳酸复合材料具有广阔的应用前景，通过选择适当的制备方法和改性手段，可以提高复合材料的性能和稳定性，满足不同应用领域的需求。

mPE—g—MAH对HDPE／木粉复合材料的改性

（ｙＬａｏａｏｙｏｆＲｕｂｂｒＰｌｓｉｓ，ｉｉｔｙｏｆＥｄａｉＫｅｂｒｔｒｅ — ａｔｃＭｎｓｒｕｃｔｏｎ
ＱｉｇａｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ６０２ｎｄｏＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｃｎｌｇ，２６４）
木塑复合材料
马来酸酐接枝茂金一聚乙烯增韧相窖剂
ＭｏｉｉａｉｎｏｏｄＦｏｒＨＤＰｏｏｉｓｂＥｇＭＡＨｄｆｔｆＷｏｌｕ／ｃｏＥＣｍｐｓｅｙｍＰ－－ｔ
ＬｉＬｎａｊｉｅＨＹａｉｇＣｈｎＺａｘｎｕｔｎｅｈｎｕ
ＡｂｔａｔＷｏｄｐｌｓｉｏｐｉｅｒｅｒｄｆｏｗａｔｏｄｆｏｎｄｈｉｈｄｎｓ— ｓｒｃ：ｏ — ａｔｃｃｍｏｓｔｓｗｅｅｐｒｐａｅｒｍｓｅｗｏｌｕｒａｇｅｉｔｏｌｅｈｅｅＴｈｅｃｍｐｉｅｒｏｍｐａｉｌｚｄａｄｔｕｙｐｙｔｙｌｎ．ｏｏｓｔｓｗｅｅｃｔｂｉｉｅｎｏｇｈｅｄｂｙｍＰＥ— －ＡＨ．ＴｈｅｎｅｇＭｔｕｇｈｎｉｎｄｏｐｔｂｌｉｇｍｅｈｎｉｍｏｅｎｇａｃｍａｉｉｉｎｃａｓｏｆｍＰＥ— — ＡＨｗａｄｓｕｓｅｚｇＭｓｉｃｓｄ．Ｔｈｅｅｆｃｓｏｆｆｅｔ
维普资讯
现代塑料加工应用
２００６年第１８卷第１期
Ｍ０ＤＥＲＮＰＬＡＳＣＳＰＲ０ＣＥＳＮＧＴＩＳＩＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ

木塑复合材料

塑料原料
热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。
其它:3%
WPC 2008 Vienna, Austria
22
木质纤维/木粉/稻壳/竹粉
最常用的原料是木材，各种加工剩余物都可以加工成为短纤维或细颗粒、粉末，锯屑和砂光粉可以直接使用。农业纤维原料也占有一定比例，尤其在欧洲和我国，大部分工厂使用了秸秆、稻壳等农业来源原料。
19
20
塑料原料

聚合物的选择：热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料如环氧树脂。热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。由于木纤维热稳定较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用，尤其是聚乙烯。塑料聚合物的选择主要依据有：聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等塑料的熔体流动速率(MFI)对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。 21
31
抗氧剂（antioxidant )
聚合物在加工、储存、使用过程中常受到氧和臭氧的作用，这种氧化反应尤其在受热、光照或有重金属离子存在下会加速进行，引起高聚物分子链降解或交联，从而使制品性能下降。在链反应过程中，只要遏制源头或捕捉（消灭）链反应的中间产物过氧自由基、氢过氧化物或碳自由基，就可以中止或减缓塑料的老化过程。抗氧剂就是能抑制或延缓高聚物自动氧化反应速度的物质。
WPC的产生可以追溯到20世纪初期，首先在欧洲,有人发明了一种主要由酚醛树脂和木粉构成的复合材料，被称为 Bakelite，这种材料被Rolls Royce公司用了制造变速器的把手。

木塑复合材料阻燃改性中的主要影响因素

ａｔｎｓ，ｐｓｈｏｕｓｎｉｏｅａｅｒｔｒａｔｈｏｄｔｓｅｏｍａｅ．Ｉｓｏｎｎｈｅｅｐｒｍｅｓｔｔｗｉｈｔｅｉｈｏｐｒ — ｔｇｎｆｍｅａｄｎｓｓｗｅｈｅｂｅｔｐｒｒｎｃｒｌｆｔＷａｆｕｄｉｔｘｅｉｎｔｈａｔｈｎ－
ＡｕｈｒＳａｄｅｓｔｏ ’ ｄｒｓ：ＧｕｎｘＦｎｌｏｒｕｉｔｄｂｈｒｔｅｈｏｏｙＩｎｖｔｎＣｎｅ，ｎｉｇ５０２，ｈｎａｇｉｅｇｉＷｏｄＧｏｐＬｍｉｙＳａｅＬｄＴｃｎｌｇｎｏａｉｅｔｒＮａｎｎ３２１Ｃｉａｎｅｏ
佳；阻燃剂的添加实验表明，随着阻燃剂添加的量增加，材料的阻燃性能提高，内结合强度加大，而耐水性能降低。
关键词：塑复合材料；塑比例；木木阻燃剂改性；基脲磷酸盐脒
Ｆｃｏｓｉｆｅｃｎａｅａｄｎｅｆｒｎｅｏｏ－ｌｓｉｏｏｉｆＯＧＣ－ｉｇＺＡｎａｔｒｎｕｎｉｇｆｍｅｒｔｒａｔｐｒｏｍａｃｆｗｏｄｐａｔｃｍｐｓｅｆＬＮｉｎＨＮＭａ— ｌｌｃｔｍ
ｊｎＬＮＧｏｌＬｉａａ，Ｉｕ— ，ＵＹ — ｎｉｌ
ＡｂｔａｔＴｒｅｍｉｆｔｓｉｕｎｉｇａｔｄｎｐｒｒｎｅｏｏｄｐａｔｏｐｓｅ（Ｃ）ｉｅ，ｏｄｐａ— ｓｒｃ：ｈｅａｃｒｎｅｃｍｅｅａａｔｅｏｎａｏｆｌｎｆｌｒｒｆｍａｃｆｏ —ｌｉｃｍｏｉＷＰ，．．ｗｏ —ｌｓｗｓｃｔ

木塑复合材料的研究进展

木塑复合材料的研究进展
1.材料组成和制备方法：木塑复合材料的组成取决于木材和塑料的比
例以及其他添加剂的使用。

目前广泛采用的制备方法包括挤出、压制和注
射成型等技术。

2.力学性能：研究人员对木塑复合材料的力学性能进行了广泛的研究。

通过调整木材和塑料的比例以及添加剂的使用，可以改变复合材料的力学
性能，使其适应不同的应用领域。

3.耐久性：木塑复合材料在户外应用中暴露在各种恶劣的气候条件下，需要具备较好的耐久性。

研究人员通过添加抗氧化剂和紫外线吸收剂等添
加剂，提高木塑复合材料的耐久性。

4.界面性能：由于木材和塑料之间存在界面相互作用，研究人员对木
塑复合材料的界面性能进行了深入的研究。

通过改进界面结构或添加界面
改性剂，可以提高复合材料的界面性能，增强其力学性能和耐久性。

5.可再生性：考虑到对可持续发展的需求，研究人员也关注木塑复合
材料的可再生性。

目前一些研究主要集中在利用废旧塑料和废旧木材制备
木塑复合材料，从而减少资源浪费和环境污染。

总的来说，木塑复合材料的研究进展已经取得了一些重要的成果，但
仍存在一些挑战。

例如，如何实现木材与塑料之间更好的相容性和界面结合，如何降低木塑复合材料的成本和改进其可再生性等。

随着科技的不断
发展和研究人员的不懈努力，木塑复合材料将在更广泛的领域得到应用，
为社会和环境带来更大的利益。

一种高强度和生物耐久性的木塑复合材料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种高强度和生物耐久性的木塑复合材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：夏炎,赵毅力,罗蓓,徐志伟,李方方
申请号：CN201910936287.1
申请日：20190929
公开号：CN110551403A
公开日：
20191210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高强度和生物耐久性的木塑复合材料及其制备方法，该材料包括如下质量百分数的原料：改性木质素10‑20%、木粉40‑50%、密度为0.90‑0.96g/cm的聚乙烯20‑25%、相容剂5‑10%、填料8%、润滑剂1%以及分散剂1%。

本发明对木质素进行羟甲基化改性，得到的木塑复合材料与未经过改性的木质素相比，能够更好的提高界面结合强度，进而提高力学强度。

同时显著地提高木塑复合材料的抗真菌侵蚀作用，在复合材料老化过程中，可以提高其生物耐久性，具有广阔的应用前景。

申请人：西南林业大学
地址：650000 云南省昆明市白龙寺300号
国籍：CN
代理机构：昆明正原专利商标代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。