麦秆粉/HDPE超临界流体微孔发泡注射成型研究

摘要

木塑微孔发泡复合材料作为近年来环保型复合材料的研究热点，既具有一般木塑复合材料的所有优点，又具有密度低、韧性好、隔音、隔热等优点，所以被广泛应用于家具、建材、汽车内饰等领域。
　　为了降低木塑复合材料的密度同时改善其力学性能，本课题以高密度聚乙烯(HDPE)为基体树脂，麦秆粉作为填充材料，采用超临界流体微孔发泡注射成型与传统注射成型两种工艺成功制备了木塑复合材料试样。研究了麦秆粉含量、麦秆粉粒度、硅烷偶联剂、马来酸酐对木塑复合材料的流动性能、力学性能（拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和冲击强度）的影响。观察了试样的冲击断面的微观形貌，建立了上述因素与木塑复合材料微孔结构的关系，探讨微孔增韧的机理，并与化学发泡注射成型制品各种性能相比较，得出以下主要结论:
　　1、随着麦秆粉含量的增加，麦秆粉/HDPE复合材料的熔融指数大幅下降;麦秆粉粒度对其熔融指数的影响随着麦秆粉粒度的减小而逐渐减小;
　　2、随着麦秆粉含量的增加，麦秆粉/HDPE复合材料注塑试样的密度也不断增加;而麦秆粉粒度、硅烷偶联剂对复合材料的密度影响较小;超临界流体微孔发泡成型工艺对制品减重效果最为显著;
　　3、随着麦秆粉含量的增加，麦秆粉/HDPE复合材料的拉伸强度、冲击强度整体呈下降趋势;拉伸模量与弯曲强度则呈现先上升后下降的趋势，其中30～40wt％的麦秆粉含量时木塑复合材料的力学性能较好;
　　4、随着麦秆粉粒度的减小，麦秆粉/HDPE复合材料注塑试样的力学性能呈现先增加后减小趋势，并在40-60目时各项力学性能最好;
　　5、随麦秆粉含量的增加，麦秆粉在HDPE基体材料中的分散性变差;随麦秆粉目数的增加，泡孔更加细小、均匀;
　　6、与硅烷偶联剂相比，马来酸酐更能提高麦秆粉/HDPE木塑复合材料的力学性能;马来酸酐与硅烷偶联剂的同时使用可以有效的改善麦秆粉与HDPE的相容性、发泡效果，使泡孔更加细小、密致。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 木塑复合材料

1．3 微孔发泡木塑复合材料

1．4 超临界流体微孔发泡注射成型的制备理论

1．4．1 SCF流体

1．4．2 超临界流体微孔发泡机理

1．4．3 SCF流体微孔注射成型的技术参数

1．4．4 SCF流体微孔注射成型的工艺特点

1．5 微孔发泡木塑复合材料的研究现状

1．6 本课题的研究目的及内容

1．6．1 研究目的与意义

1．6．2 本文的主要内容

2 麦秆粉／HDPE复合材料的制备与性能表征

2．1 主要原料与设备的选择

2．1．1 基体树脂的选择

2．1．2 木质纤维的选择

2．1．3 发泡剂的选择

2．1．4 偶联剂、相容剂的选择

2．1．5 主要设备的选择

2．2 实验原料、仪器及设备

2．3 原料配方设计及试样制备

2．3．1 原料配方的设计

2．3．2 麦秆粉／HDPE复合粒料的制备

2．3．3 麦秆粉／HDPE微孔发泡试样的制备

2．4 性能测试及表征

2．4．1 熔融指数测试

2．4．2 密度测试

2．4．3 拉伸性能测试

2．4．4 弯曲性能测试

2．4．5 冲击性能测试

2．4．6 SEM冲击断面观察

3 结果分析

3．1麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料性能的影响

3．1．1 麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料熔融指数的影响

3．1．2 麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料发泡效果的影响

3．1．3 麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料力学性能的影响

3．1．4 麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料微观形貌的影响

3．2 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料性能的影响

3．2．1 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料熔融指数的影响

3．2．2 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料发泡效果的影响

3．2．3 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料力学性能的影响

3．2．4 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料微观形貌的影响

3．3 硅烷偶联剂对麦秆粉／HDPE复合材料性能的影响

3．3．1 硅烷偶联剂对麦秆粉／HDPE复合材料发泡效果的影响

3．3．2 硅烷偶联剂对麦秆粉／HDPE复合材料力学性能的影响

3．3．3 硅烷偶联剂对麦秆粉／HDPE复合材料微观形貌的影晌

3．4 马来酸酐对麦秆粉／HDPE复合材料性能的影响

3．4．1 原料配方的设计

3．4．2 麦秆粉含量对麦秆粉／HDPE复合材料力学性能的影响

3．4．3 麦秆粉粒度对麦秆粉／HDPE复合材料力学性能的影晌

3．5 本章小结

4 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢