探索木塑复合材料制备及其界面性质研究

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1、天津大学硕士学位论文木塑复合材料制备及其界面性质研究姓名：张然申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：徐世民20080601摘要木塑复合材料(WoodP1asticComposites，简称WPC)是用木纤维填充、增强的改性热塑性材料，经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。由于其具有广泛的应用价值和市场前景，受到了越来越多地关注。但目前国内生产工艺上尚待改进，本文以废旧塑料做为生产原料，在工艺优化方面进行了有益的尝试。本文采用双螺杆挤出机挤出造粒的方法制备了HDPE／木纤维木塑复合材料，实验中的塑料原料来自天津子牙

2、环保产业园的废旧HDPE电缆料，木材原料选用了杉木、杨木、竹木三种木纤维，并考察了EAA、POE、PE．g—MAH三种偶联剂对木纤维和塑料相容性的提升效果。此外，还应用毛细管上升法对木塑复合界面的界面性质进行了有益的探索，分析了影响木塑复合界面强度的因素，并从木纤维的表面自由能入手，测取了三种木纤维的表面自由能及其在高温处理下的变化值。通过对表面自由能的分析，可以较好地预测并理论解释木塑材料力学性能的变化及变化趋势。优化的工艺条件为：双螺杆挤出机的箱体挤出温度为150℃～155℃，螺杆转速为30～40r·min一；木纤维选用杉木纤维，

3、最佳加入量为6印加；偶联剂选用EAA，最佳添加量为lOp加。最佳操作条件下的木塑材料与未优化的木塑材料相比，其拉伸强度提高了33．19％。关键词：木塑复合材料废旧HDPE双螺杆挤出机表面自由能木塑复合界面ABSTRACTWoodPIasticComposites(WPC)wasakindofmodinedthemoplasticmaterialsfilledwithwoodfiberorVegetabIenber，whichcouIdbeext门Jdedorsuppressedaspron】e、platesorsomethingels

4、etoreplaceboththewoodandplastjc．MoreandmoreattentionwaspaidtotheWPCbecauseofitswideappljcationvalueandmarketpotential．HoweVer，theproductionprocesswasstillf．arawayf．romperfection，thereforeseVeralbene6cialtrialsabouttheprocessoptimizationbaseduponthedumpedplasticreutiliza

5、tionweredone．Inthispaper，HDPE／Woodfibberwood—plasticcompositematerialswereproducedbytwin-screwextruder旷anulation，meanwhilethedumpedHDPEforcablerecycledf}omTianJinZiYaResourcesRecyclingIndustWDistrictwastookasthesourceofplastjc，andthreekindsofwoodfiberS(fir，poplar，bamboo

6、)wereselectedaswoodpowder．Besides，enhancjngef传ctofthethreecoup】ingagents(EAA、POE、PE-g‘MAH)towardsthecompatibilityofthewoodandplasticwasanalyzed．Furthennore，VaIuableexplo代nionofthesurf．aceprl)pertiesofthewood-plasticcomposjteinte—’acewasexecutedthroughthecapilla呵risemeth

7、od．Severalfactorswhichcouldimpacttheinte—’acestren酉hofthewood—plasticcompositeinterfacewerediscussed．Forthispu叩ose，mesu—’acef．reeenergyofthethreewood6berandtheirchangesinthehigh-temperaturetreatmentweremeasured．Afairlygoodpredjctionandtheoreticalclarificationaboutthemec

8、hanicpropertiesofthewood—plasticcompositematerialssynthesizedunderthediH’erentconditionswasachieved．Optimalpro