微孔发泡PP基木塑复合材料结晶与发泡行为研究

摘要

木塑复合材料(WPC)是利用热塑性塑料与木质纤维材料复合而成的一类环保型复合材料，其产品在建筑、园林景观、家具、装饰、汽车等领域备受青睐。但由于传统WPC存在密度大，生产成本高等缺点限制其使用范围。在WPC中引入微孔结构，不仅能够显著降低WPC的密度、成本，而且还能够提高其韧性，极大地扩宽了 WPC的使用范围。本文利用超临界二氧化碳作为物理发泡剂，采用间歇高压釜式的方法制备了微孔发泡WPC，分别探讨了发泡工艺参数、木粉（WF）、成核剂以及马来酸酐接枝丙烯（MAPP）对木粉/聚丙烯（WF/PP）复合材料结晶与发泡性能的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴随着发泡温度的升高，微孔发泡WF/PP复合材料的表观密度先减小后增加，发泡倍率先增加后减小，晶粒尺寸降低，结晶度减小。随着发泡压力的增加，微孔发泡WPC表观密度先减小后增大的，而发泡倍率现增加后减小，结晶度先减小后增大。随着饱和时间的增加，微孔发泡 WPC的表观密度先减小后增加，发泡倍率和结晶度先增大后减小。当发泡温度为160℃、发泡压力为15MPa、饱和时间为30min时，PP基微孔发泡WPC的发泡效果最好。⑵木粉的含量和粒径对微孔发泡 WF/PP复合材料的表观密度、发泡倍率以及泡孔结构均有明显的影响。随着木粉含量的增加微孔发泡WF/PP复合材料学的表观密度先减小后增大，发泡倍率先增大后减小，α晶型的完善程度得到改善，晶粒尺寸稍有减小，结晶度稍有增加；随着木粉粒径的减小，晶粒尺寸减小，α晶型的完善程度得到改善。⑶随着滑石粉（Talc）添加量的增加，泡孔密度增大，泡孔尺寸减小，泡孔尺寸分布范围减小，有利于形成致密均匀的泡孔，结晶度先增加后减小；添加4phr滑石粉能够明显的提高 WF/PP复合材料的复数黏度，降低泡孔尺寸，增加泡孔密度，泡孔尺寸均匀性较好。随着蒙脱土含量的增加，微孔发泡WF/PP复合材料的表观密度先降低后增加，发泡倍率先增加后降低，晶粒尺寸稍有减小；在纳米蒙脱土（OMMT）添加量为3phr时发泡效果较好，此时表观密度最低，发泡倍率最大，泡孔尺寸分布均匀。⑷随着MAPP添加量的增加，微孔 WF/PP复合材料的表观密度减小，发泡倍率增加，结晶度和晶粒尺寸稍有增加；MAPP的加入能够有效地改善木粉与聚丙烯的界面相容性，能够改善发泡过程中因界面相容性差导致的泡孔尺寸不均匀以及泡孔破裂等缺陷，但是添加过量的MAPP会恶化发泡效果。

目录

1绪论

1.1微孔发泡木塑复合材料概述

1.2超临界CO2微孔发泡技术

1.3超临界CO2微孔发泡WPC国内外研究现状

1.4本文的研究目的、意义及内容

2微孔发泡木塑复合材料的制备及表征

2.1实验原料

2.2实验仪器及设备

2.3微孔发泡WF/PP复合材料的制备

2.4测试方法

3发泡工艺对微孔发泡木塑复合材料结晶与发泡行为的影响

3.1实验原料

3.2实验仪器及设备

3.3实验方法

3.4结果与讨论

3.5本章小结

4木粉含量、粒径对微孔发泡木塑复合材料流变、结晶与发泡性能的影响

4.1实验原料

4.2实验仪器及设备

4.3实验过程

4.4结果与讨论

4.5本章小结

5滑石粉对微孔发泡木塑复合材料流变、结晶与发泡性能的影响

5.1实验原料

5.2实验仪器及设备

5.3实验过程

5.4结果与讨论：

5.5本章小结

6纳米蒙脱土对微孔发泡木塑复合材料流变、结晶与发泡性能的影响

6.1实验原料

6.2实验仪器及设备

6.3实验方法

6.4结果与讨论

6.5本章小结

7 MAPP对微孔发泡木塑复合材料流变、结晶与发泡性能的影响

7.1实验原料

7.2实验仪器及设备

7.3实验方法

7.4结果与讨论

7.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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