聚丙烯基發(fā)泡塑木復(fù)合材料新進(jìn)展

發(fā)泡塑木復(fù)合材料是將塑料母粒、木粉热凹、填料泵喘、發(fā)泡劑和各種助劑按一定比例混合，于成型過程中在復(fù)合材料內(nèi)部引入泡孔而制成般妙。發(fā)泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離纪铺、揮發(fā)性氣體的汽化或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的釋放等途徑實(shí)現(xiàn)。

發(fā)泡塑木復(fù)合材料內(nèi)部良好的泡孔結(jié)構(gòu)有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端碟渺，阻止裂紋擴(kuò)展鲜锚，因而可以克服普通塑木復(fù)合材料脆性較大、抗沖擊強(qiáng)度較小和材料伸長率較低的缺點(diǎn)。另外芜繁，由于發(fā)泡塑木復(fù)合材料中含有大量泡孔旺隙，材料內(nèi)部空隙較大，制備時(shí)所用樹脂量大大削減骏令，相對(duì)節(jié)約了原料成本蔬捷，也有效降低了材料的密度（約為未發(fā)泡塑木復(fù)合材料的50%，可達(dá)0.6～1.0g/cm3）榔袋，材料的隔音抠刺、隔熱和緩沖效果也隨之提高。此外摘昌，因發(fā)泡材料自重輕速妖，便于運(yùn)輸、施工和安裝聪黎，有望成為物流包裝等行業(yè)所用木材及塑料的替代品罕容。發(fā)泡塑木復(fù)合材料還是一種環(huán)保材料，原料來源廣（回收的二次纖維和廢舊塑料均可）稿饰，制造成本低廉锦秒，其本身還可多次回收再利用，減少了塑料的使用量喉镰，降低了環(huán)境污染旅择，也有益于保護(hù)森林資源。盡管目前國內(nèi)一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發(fā)發(fā)泡型純植物纖維緩沖包裝材料侣姆，但相比較而言生真，F(xiàn)W－PC因集合了木材與塑料兩者之長，因而仍在性能上更具優(yōu)勢捺宗，如強(qiáng)度更高柱蟀、耐水性能更好、價(jià)格更低廉蚜厉、應(yīng)用范圍更廣长已。

聚丙烯（PP）價(jià)格適中，力學(xué)性能優(yōu)異昼牛，耐熱溫度相對(duì)較高术瓮。PP基發(fā)泡材料的發(fā)泡體系性能和發(fā)泡機(jī)理的相關(guān)研究比較深入，制備工藝已基本成熟贰健。我國研究人員對(duì)聚丙烯基發(fā)泡塑木復(fù)合材料的研究較多胞四，采用的木質(zhì)材料包括木粉、農(nóng)作物廢料和竹粉等霎烙，例如注塑法得到的發(fā)泡塑木復(fù)合材料微孔結(jié)構(gòu)及其增韌改性進(jìn)行研究撬讽，采用自制的塑木粒料和發(fā)泡粒料（比例9：1）在注塑成型機(jī)上進(jìn)行成型蕊连，制備出具有不同微孔結(jié)構(gòu)的PP/木纖維復(fù)合材料。對(duì)材料綜合性能的測定結(jié)果表明：注射溫度為180℃游昼、保壓壓力為10 ＭＰａ時(shí)甘苍，所得發(fā)泡塑木復(fù)合材料的微孔平均孔徑為53μｍ，微孔密度為2.8×106個(gè)/ｃｍ3烘豌，微孔為“蜂窩”狀形貌载庭。與未發(fā)泡的塑木復(fù)合材料相比，密度降低22%廊佩，沖擊韌性提高60%囚聚。材料中的微孔改變了裂紋擴(kuò)展方向，形成“臺(tái)階”标锄、“分叉”顽铸，從而增加了裂紋的擴(kuò)展路徑，同時(shí)可使周圍基體變形時(shí)容易產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變料皇。

另經(jīng)研究對(duì)木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料制備工藝與材料性質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行研究谓松，采用化學(xué)發(fā)泡法，利用注塑成型制備得到孔徑更小的木纖維/PP復(fù)合微孔發(fā)泡材料践剂。該項(xiàng)研究結(jié)果表明鬼譬，添加木纖維使復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著提高，且材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度高于未發(fā)泡材料逊脯，但后者的拉伸強(qiáng)度要高于木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料优质；復(fù)合微孔發(fā)泡材料的密度隨木纖維摻量的增加而增大，但小于未發(fā)泡材料的密度军洼，而且當(dāng)木纖維摻量提高時(shí)巩螃，泡孔直徑先減后增，木纖維摻量為5% 時(shí)歉眷，泡孔直徑最小牺六，為20.5μｍ颤枪。有研究顯示制備發(fā)泡塑木復(fù)合材料的主要原料選定為秸稈粉和PP汗捡，通過調(diào)整偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑與乙烯－醋酸乙烯高聚物（EEVA）的比例、偶聯(lián)劑的種類和含量擠出工藝條件參數(shù)研究發(fā)泡工藝畏纲。結(jié)果表明：AC發(fā)泡劑含量為4份時(shí)扇住，所得發(fā)泡材料密度最小為0.95g/cm3，沖擊強(qiáng)度大為14.88KJ/m2盗胀；當(dāng)EVA含量在12％時(shí)艘蹋，材料的密度達(dá)到最小，為0.84g/cm3票灰，沖擊強(qiáng)度達(dá)到大女阀，為11.4KJ/m2宅荤；偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯，MAH－ｇ－PP）為6份時(shí)浸策，發(fā)泡材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到大冯键，為11.56KJ/m2；制備發(fā)泡母粒時(shí)庸汗，擠出機(jī)螺桿溫度為150℃ 時(shí)惫确，密度達(dá)到0.94g/cm3，沖擊強(qiáng)度達(dá)到12.04KJ/m2蚯舱。以竹粉和PP為原料采用注塑法制備了發(fā)泡塑木復(fù)合材料改化。實(shí)驗(yàn)以乙烯辛烯共聚物（POE）和馬來酸酐接枝POE（POE－ｇ－MAH）作為復(fù)合材料的增韌劑。結(jié)果顯示：添加POE和POE－ｇ－MAH會(huì)略微降低材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度枉昏，但可明顯提高材料的缺口沖擊強(qiáng)度陈肛，二者用量分別為15%和8%；采用8%POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度為8.55KJ/m2兄裂，提高了35.7%燥爷，可很好地應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件。環(huán)境掃描電鏡（ESEM）測定結(jié)果顯示懦窘，增韌后的復(fù)合材料斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂前翎。動(dòng)態(tài)頻率掃描結(jié)果顯示，POOE對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響較小畅涂，而POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和復(fù)數(shù)黏度明顯增大港华。