解读wpc高效改性与挤出技术

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1、解读WPC高效改性与挤出技术一、改性技术 植物纤维与塑料之间的相容性对木塑产品力学性能有直接影响。植物纤维与基体树脂复合时，虽然通过混料得到宏观上均匀混合，但由于植物纤维上含有很多羟基，具有很强的吸水性和极性，而PVC树脂属于非极性、吸油类物质，微观上两者呈均相结构，之间有非常清晰的界面，分散效果和相容性较差，粘接力不好。 植物纤维中各种小分子成分对界面的相容性也有不良影响，使用前对植物纤维进行处理，以及采用和选择合适的生产工艺参数，都是提高木塑复合材料界面结合性能，改善复合材料物理力学性能的有效途径。 木塑材料改性技术包含：木粉偶联

2、处理、木粉品种、粒度选择和配比、PVC/木塑材料发泡等内容。 木粉偶联处理 木粉偶联处理好坏对木塑复合材料的发泡性能有重要影响。目前国内木粉纤维偶联处理大致有物理和化学两种方法。物理处理不改变纤维化学成分，但改变纤维结构和表面性能，改善纤维与基体聚合物的物理粘合。 热处理能除去植物纤维吸附的水分和低沸点物质，但不能除去大部分的果胶、木质素及半纤维素。由于植物纤维各成分热膨胀系数的差别和水分等物资的挥发，使纤维产生空洞和缺陷，导致木纤维拉伸强度、弹性模量和韧性随热处理温度升高而下降。 碱处理不改变纤维素化学结构，但植物纤维素中的果胶、木

3、质素及半纤维等低分子杂质能被碱溶解，表面变粗糙，在不使用相容剂的情况下，塑料基质对木粉的浸润性差，较高的表面粗糙度会使复合材料的截面处理更易形成空洞缺陷，使复合材料力学性能下降。使用相容剂可改善塑料对木粉的浸润性，提高材料的拉伸强度和冲击强度。先将木粉在不同温度干燥，再用丙酮萃取大部分挥发物，去除挥发物后有更好的泡孔状态。 化学改性通过改变木粉或PVC表面化学结构，改善极性，提高纤维素在基体的分散性，增强纤维与基体树脂界面结合强度。目前国内木粉处理大多采用化学处理方法。常用方法有： A、铝酸酯偶联剂处理，以提高树脂和木粉之间的界面结合

4、力，提高PVC木塑发泡板材拉伸强度和冲击强度，用丙烯酸丁酯预聚物处理以改善熔体流动性。 B、用表面接枝甲基丙烯酸甲酯处理木纤维，用硝酸铈胺作引发剂在木纤维表面羟基处形成自由基，与甲级丙烯酸甲酯发生反应，形成接枝物，增强与PVC树脂的界面粘合性。 C、用氨基硅烷处理过的木纤维具有很强的碱性和供电子能力，而PVC经与氨基硅烷处理后具有更强的酸性，使PVC与木粉界面发生化学反应，有效提高两者界面粘合性。 D、用钛酸酯偶联剂、油酸烯胺、聚氨脂预聚物三种表面改性剂对木粉处理，PVC/木粉力学性能均有不同程度提高；聚氨脂预聚物对木粉表面处理还能明

5、显提高复合体系流变性能。 有学者分别采用铝酸酯和钛酸酯对PVC/木粉复合材料进行改性试验发现后者比前者效果要好的多。钛酸酯一般添加量为树脂的1.5%，复合材料综合性能较佳。 多种木粉表面处理方法相结合，利用组分之间的协同作用，往往可以获得更好的界面性能。用适当质量分数的NaOH溶液侵泡木粉，再用硅烷偶联剂处理木粉。碱溶液清除了木粉表面油脂和灰分，降低了木粉的亲水性，提高了木粉的疏松程度，使硅烷偶联剂更容易与木粉中的羟基发生反应，界面性能比只用硅烷偶联剂处理木粉更好。 相容剂的最佳用量和塑料基体品种、木粉和相容剂品种有关。PVC的极性比

6、PP、PE大，少量的增容剂也能够提高基体与木质材料的界面粘合。 木粉品种、粒度选择和配比 木粉除各类树木废弃的木屑与下脚料，还包括非树木植物，如秸秆粉、甘蔗渣粉、稻壳粉、花生壳粉等经粉碎而得颗粒。选用植物纤维作为木塑复合材料的填充物，除廉价、易得、易降解、密度小外，植物纤维还具有多孔结构，在一定工艺条件下，熔融的塑料基体可渗入到植物纤维的细胞空腔中，增加材料刚度和强度。 由于不同来源的木粉含量有所不同，生产的木塑复合材料性能亦有明显区别。同样目数的木粉，云杉木粉比杨木粉有更多的细胞腔裸露在表面，与塑料界面接触更充分，木塑复合材料力学性

7、能更高，竹粉制得的木塑复合材料性能次之，花生壳粉制得的木塑复合材料性能比竹粉差一些，稻壳粉制得木粉力学性能更差。但由于稻壳外表有光滑的角质化二氧化硅，形成一种非极性的表层结构，在木塑挤出过程中有一定润滑作用。采取稻壳粉和松木粉并用，生产的木塑复合材料性能好于单独使用松木粉。 有学者指：随着木粉粒度减少，与树脂的接触面积越大，越容易混合，均一性越好，可以增加基体的结合力，力学性能越好。实际上木粉粒径减少，则体系表观粘度增加，虽然发泡较容易，但是颗粒过小则容易团聚，且物理性能变差。木材的强度主要取决于纤维素长度与取向度，纤维素长UG和CA

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