阻燃型木纤维—聚丙烯复合材料制备和性能研究

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1、阻燃型木纤维—聚丙烯复合材料制备和性能研究　　【摘要】木纤维塑料复合材料是生物领域中较为重要的课题，这种材料在人们的生活中扮演着重要角色，但是木纤维-聚丙烯复合材料易燃，在使用过程中存在着火灾隐患，本文针对解决复合材料的依然问题作出试验研究，分析了阻燃型复合材料的制备原料、方法和技术支持，通过研究木纤维一聚丙烯复合材料的物理性能、燃烧性能，挑选出合适的阻燃剂来进阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料的制备。【关键词】阻燃型；木纤维—聚丙烯；制备；性能1前言复合材料的阻燃性主要和阻燃剂有关，本文对复合材料的制备和性能作出分析，主要的研究内容有：人造

2、板平压工艺制备方法，采用木纤维-聚丙烯作为原料，研究影响复合材料性能的因素，确定可提高复合材料阻燃性的主要因子，作为选择阻燃剂的基础依据；其二是研究了阻燃性复合材料的相关内容，包括在第一项研究内容基础上进行阻燃剂的选择和生产技术的研究，针对复合材料原料（木纤维、聚丙烯），的特点提供几种可靠的阻燃剂，并对其性能的影响因素进行变量分析，以制备出具有最优良性能的阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料。72人造板平压工艺阻燃型木纤维-聚丙烯适合使用人造板平压工艺制备，工艺过程是在常温状态下把木料和塑料混合，通过热压制成复合型材料，人造板平压工艺中木材是复

3、合材料的主体，而塑料则是作为各层间的胶黏剂，也可添加其他少量的偶联剂。复合材料中木质材料含量超过一半，最好可达95%左右，这种工艺对原材料的要求较低，粉末、纤维都可以，人造板平压工艺的研究最初在欧美开始，近几年的相关研究资料比较少，因为目前的研究方向主要在攻克复合材料的功能上，而且这种工艺的生产需要投入的劳动力较大，而且产品的外形不够多样，过于简单，很难降低制备成本，其使用具有一定的局限性，只适合在高动力价格较低的国家。人造板平压工艺法制备的复合材料环保无害，由于我国劳动力成本低，此种工艺很适合在我国发展。3原料的选择和制备3.1塑料废

4、品中的塑料编织袋原料为聚丙烯塑料（PP），可大量用于复合材料制备，回收后进行粉碎处理，将碎片通过2mm孔径筛分，大尺寸的继续粉碎筛选，这种塑料具有薄的优点，形态、性质与木纤维相似，适合作为人造板平压工艺制备复合材料。3.2补强剂7某些特定的时候，加入阻燃剂会导致木纤维、塑料的性能下降，因此需要在制备材料中加入补强剂，补强剂可以保持材料的物理性能，试验中常使用的补强剂有异氰酸酯（PAPl）、三聚氰胺树脂胶粘剂。3.3木纤维筛选机可以筛选出三种不同尺寸的木纤维，尺寸的测量采用筛分仪，筛选以后的木纤维要用烘箱烘干，使含湿量保持在2%以下。3.

5、4实验设备试验中使用的设备有塑料粉碎机、筛选机、筛分仪、鼓风干燥箱、拌胶机、热压机、断面密度测量仪、万能力学实验机仪。4木纤维—聚丙烯复合材料的影响因素4.1聚丙烯含量对复合材料性能的影响7聚丙烯含量对复合材料性能有显著的影响。在物理性能方面，聚丙烯是影响复合材料24hT8、IB性能的首要因素，适合含量的聚丙烯对复合材料的性能起积极作用，在一定范围内随着聚丙烯的增加，纤维间的塑料含量也增加，胶结量增大，强度明显提高。聚丙烯属于憎水性物质，在水中很难发生化学反应，因此提高复合材料中的聚丙烯含量可以提高成品的耐水性能。在塑料加工过程中，塑料

6、的含量不能过低，否则会使成品外观粗糙，在熔融状态下塑料和木纤维的混合性很高且十分均匀，人造板平压法制备复合材料中就是用塑料作胶黏剂。适当提高塑料含量有利于提高材料的物理性能。4.2密度对复合材料性能的影响成品的密度是影响复合材料MOE、MOR性能的首要因素，在一定的范围内，随着密度的提高，材料的性能也会相应的提高，密度的提高不仅仅是质量的增加，同时还会使木纤维和塑料融合度更好，高密度的材料通常具有极好的抗弯能力，同理，增加密度可以使聚丙烯和木纤维更好的结合，减小材料的缝隙，提高材料的强度，因此成品具有高强度耐磨性和耐水性。4.3补强剂对

7、复合材料性能的影响补强剂主要用于提高木塑复合材料的物理性能，补强剂对调高复合材料的抗弯能力效果不大，对24llTS、m和BTIB三种性能的影响也很小，其作用主要是作为填充材料，使木纤维和聚丙烯更加贴合，还能提高胶合界面的相容性，对提高复合材料的强度有一定的影响，同时可以改善复合材料的综合性能，因此实际中酌量添加。4.4纤维对复合材料性能的影响7纤维的形态对复合材料也有一些影响，但是同其他因素相比影响较小，不同尺寸的纤维对材料性能的影响不同，且不可忽视，结合后的纤维对提高抗弯能力效果最好的是中粗纤维，与密度梯度对复合材料性能的影响规律相符

8、合，通常加工中使用的都是40目以下的木粉，一方面有增强塑性的作用，另一方面又防止加工困难。本文研究时应用人造板平压法制备复合材料，加工过程中对纤维的尺寸没有过多的要求，一般使用中粗的纤维，因为中粗的纤维可以