改性技术在塑木复合材料中的应用

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1、改性技术在塑木复合材料中的应用塑木复合材（WPC）的资源有效利用与环保的重要意义已被大家认可，其性能影响因素及加工机械设备和工艺方面的问题也已得到较充分的研究，生产线的规模和制品的产量也已初具端倪，但必须承认的是，性价比的高低和能否找到扬长避短的最佳用途仍然是实现产业发展、制品得到普遍认可的关键。塑木复合材料（WPC）顾名思义是作为合成高分子材料的塑料与作为天然高分子材料的植物纤维经过混合与热成型而成的复合材料，从已掌握的材料性能看，它既不等同于填充或共混改性塑料，又与天然木材有着显著区别，因此既不能照搬通常的塑料改性和加工方法进行加工，又不能以天然木

2、材的理念衡量要求，而是要用全新的视角来认识并采取得当的措施。材料成本一定要低，不能指望国家的政策扶植一次性泡沫塑料餐盒于上世纪末被封杀，当时多年被价格偏高问题压得喘不过来气的纸桨模塑或纸板餐盒被认为是环保的，自以为能大行其道，八年过去了，得到政府全力扶持的所谓环保餐具仍然没能独领风骚，其根本原因就是高昂的价格不能被社会普遍接受。材料性能一定要有特色WPC材料的最大亮点是资源的充分利用和无甲醛危害。在倡导实施循环经济、可持续发展的科学发展观的今天，一定要在WPC的特色上做好、做足文章，让它深入人心，赢得社会认可。成型加工工艺和设备越简单越好无论是废旧塑料

3、，还是木屑、秸秆粉、果壳粉等植物纤维材料，本身的性能不可能稳定，再精确的计量配混，再严格的工艺控制也不可能实现稳定的操作。我们的加工设备与工艺要求适应性强，对原料的状态、组分配比、杂质多少的敏感性越低越好，可加工的工艺条件越宽越好，这样不仅能节省设备投资、降低加工成本，而且材料的性能在一定范围内反而更趋于一致。一定要选好用途一方面各国的国情不同，WPC材料的用途、去向也不尽相同，另一方面制品用于不同场合，对材料的性能要求千差万别，一定要扬长避短，有针对性的设计配方及工艺。那种认为用同一种原料，同样一套设备和工艺制成可到处使用的材料的思路是不可取的。上世

4、纪九十年代就开始用WPC材料做托盘，尽管有它的依据和道理，但至今在该领域仍未立足和得以普及，尤其在合成树脂价格翻番，废旧塑料价格随风而涨的形势下，WPC材料更难有竞争优势。改性技术在WPC材料中的应用影响WPC材料性能及加工性的因素很多，本文仅就与改性技术有关的一些因素和改性效果加以讨论。木质粉体的含水问题及处理对策将木屑、竹粉、果壳粉、秸杆粉等称之为木质粉体不一定十分准确，这里沿用非金属矿粉体的叫法仅仅是为了表述方便而已。木质粉体无一例外地含有大量水份，而水在塑料加工过程中遇热汽化，极易在材料内部形成气孔，或致使制品表面粗糙。对某些塑料如PET、PC

5、、PA等，还有可能因为水的存在催化降解，在进入加工设备前，往往花费大量能耗将原料干燥到水份含量0.1%以下。干燥是必要的，但过度干燥不仅不能将水份去除干净，反而会造成严重后果。在有氧的环境下，木质素在200℃左右时会剧烈发烟，木质粉体色泽明显加深，称之为“烧”，而纤维素在高温下很容易热降解，聚合度剧烈下降。当聚合度从几千下降到700℃以下时，纤维本身强度已下降到很低的程度。聚合度降到200℃以下时则不再具有纤维特征。因此无论从节能的角度，还是从材料的性能优化的角度，都应当鼓励木质粉体不经干燥或仅仅稍加干燥就直接使用的工艺技术。木质粉体的表面处理虽然木质

6、粉体是天然的高分子物质，但因纤维素和半纤维素（聚戊糖）分子上遍布羟基，致使它们既不能与大多数合成树脂的大分子相容，又不同于碳酸钙等非金属矿物粉体，因此所用的表面处理剂和处理工艺也不能照搬以往传统的办法。由于木质粉体颗粒表面多羟基特征与淀粉相似，而淀粉的表面处理已趋于成熟，因此在淀粉塑料加工过程中所使用的表面处理技术和助剂对塑木体系也应当是适合的。最近重庆嘉世泰化工有限公司研制成功一种专门适用水份含量高或多羟基表面的粉体使用的偶联剂，已经在水份含量较高的非矿粉体制造填充母料的过程中应用成功，也在塑木材料的生产中初步试用，获得令人鼓舞的效果。这种新型偶联剂

7、由于引入具有亲油亲水的基团，可将水分子束缚在亲水基团周围，减少了水在加工过程中汽化的机会，同时该基团与水分子的结合物与基体树脂又有良好的相容性，不仅填充体系的力学性能好，而且成型制品表面光洁，还有利于塑料薄膜保持较好的透光性。木质粉体的粗细从填充改性理论上讲，填料的粒径越小，在得到充分分散的前提下，在同样的试验条件下，填充体的性能更佳。但是从木质粉体与基体塑料两相界面的结合要求来看，从塑木复合材料原材料成本及加工成本来看，木质粉体的粒度越细，颗粒表面所需要包覆的助剂和树脂就越多，而在很多场合，对塑木材料的力学性能并不一定要求很高，过度追求其粒径的大小是

8、没有必要的。尤其是当前合成树脂价格趋高，降低塑木材料生产成本的最佳办法就是减小塑料在复合材料中