回收聚丙烯/胶粉/木粉复合材料的成型机理及实验研究

摘要

木塑复合材料(WPC)是以木材为主要原料经过适当的处理使其与各种塑料，按一定比例混合并添加特制的助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料。以聚丙烯(PP)作为基体制备木塑复合材料是当今木塑复合材料的研究热点，但传统的木塑复合材料存在很多缺陷，限制了木塑复合材料在当前的实际应用。
　　本论文以回收聚丙烯、木粉为主要原料，在传统配方的基础上添加胶粉并通过平双螺杆挤出机和平板硫化机制备木塑复合材料。研究了挤出过程中改变物料配比及加工工艺对木塑复合材料性能的影响，为实际加工提供理论支持。主要做了如下工作:
　　1、通过查阅大量相关文献和资料，对国内外木塑复合材料的研究进展做了简单概述。同时简单介绍木塑复合材料本身的优势以及目前需要解决的问题，为以后的发展方向明确道路。
　　2、完善添加回收胶粉的木塑复合材料的界面结合理论，为本实验提供理论基础，以此提出改进新型木塑复合材料界面相容性的方法，并进行实验研究。
　　3、对木塑复合材料中的工艺配方和加工工艺进行研究，研究配方中的回收胶粉、回收木粉、马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、偶联剂的份数和偶联剂种类以及热压成型工艺参数对木塑复合材料性能的影响。得出如下结论：
　　(1)随着胶粉用量的增加，木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强均逐渐降低，而复合材料的缺口冲击强度逐渐增加。
　　(2)在木塑复合材料中木粉的含量越多，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度均下降。
　　(3)MAPP的加入可显著改善复合材料的力学性能和吸水性能。MAPP的含量存在一个极值，当在实验配方中加入5份左右的MAPP时，木塑复合材料的性能相对来说比较理想。
　　(4)不同种类的偶联剂处理木塑复合材料的效果不尽相同，都对木塑复合材料的性能有了较大提高。木塑复合材料的性能随偶联剂的用量的增加先增大后减小。
　　(5)复合材料的成型工艺对其性能也有一定的影响，实验表明:热压温度为160℃、热压时间为15min、成型压力为10MPa时，所制得的试样的弯曲性能最好。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 木塑复合材料概述

1．2．1 木塑复合材料的定义

1．2．2 木塑复合材料的特性

1．3 国内外木塑复合材料的研究进展

1．3．1 国外发展情况

1．3．2 国内发展情况

1．3．3 增韧PP基木塑复合材料的研究概况

1．4 木塑复合材料的应用及发展趋势

1．4．1 木塑材料的应用现状

1．4．2 木塑复合材料面临的问题

1．4．3 木塑复合材料的发展趋势

1．5 木塑复合材料的界面改性方法

1．5．1 物理方法

1．5．2 化学方法

1．5．3 改进加工工艺

1．6 本文研究的目的和意义

1．6．1 研究的目的

1．6．2 研究的意义

1．7 本文研究的主要内容及拟解决的问题

1．7．1 主要研究内容

1．7．2 拟解决的问题

2 木塑复合材料的结合理论及改性方法

2．1 木塑复合材料的界面形成

2．1．1 界面的定义

2．1．2 界面的形成

2．2 界面的作用

2．3 界面结合理论

2．3．1 界面浸润理论

2．3．2 化学键理论

2．3．3 机械互锁理论

2．3．4 静电作用理论

2．3．5 相互扩散理论

2．4 本章小结

3 回收聚丙烯／胶粉／木粉复合材料的成型机理及改性方法

3．1 回收聚丙烯／胶粉／木粉复合材料的成型机理

3．1．1 化学键结合

3．1．2 反应化合物结合

3．2 回收聚丙烯／胶粉／木粉复合材料的改性方法

3．2．1 对木粉进行干燥处理

3．2．3 硅烷偶联剂处理法

3．2．2 MAPP处理法

3．3 本章小结

4 实验研究

4．1 实验方案

4．2 实验方法

4．2．1 主要设备与仪器

4．2．2 主要实验原料

4．2．3 木塑复合材料的制备方法

4．2．4 测试方法

4．3 实验具体方案

4．3．1 胶粉的使用对木塑复合材料性能的影响

4．3．2 木粉含量对木塑复合材料性能的影响

4．3．3 MAPP用量对木塑复合材料性能的影响

4．3．4 硅烷偶联剂种类及用量对木塑复合材料性能的影响

4．3．5 热压成型工艺参数对木塑复合材料性能的影响

5 实验结果与讨论

5．1 胶粉含量对木塑复合材料性能的影响

5．1．1 胶粉含量对木塑复合材料力学性能的影响

5．1．2 不同回收胶粉用量的木塑复合材料的SEM形貌分析

5．2 木粉用量对木塑复合材料性能的影响

5．2．1 木粉用量对木塑复合材料物理性能的影响

5．2．1 木粉用量对木塑复合材料吸水性能的影响

5．3 MAPP对木塑复合材料性能的影响

5．3．1 MAPP对木塑复合材料力学性能的影响

5．3．2 MAPP用量对木塑复合材料吸水性能的影响

5．3．3 不同MAPP用量的木塑复合材料的SEM形貌分析

5．4 偶联剂的使用对木塑复合材料性能的影响

5．4．1 偶联剂的种类对木塑复合材料性能的影响

5．4．2 硅烷偶联剂KH550的用量对木塑复合材料性能的影响

5．4．3 不同硅烷偶联剂用量的木塑复合材料的SEM形貌分析

5．5 热压成型工艺参数对木塑复合材料性能的影响

5．5．1 成型温度对木塑复合材料弯曲强度的影响

5．5．2 成型时间对木塑复合材料弯曲强度的影响

5．5．3 成型压力对木塑复合材料弯曲强度的影响

5．6 本章小结

总结与展望

本文所做工作

本文的主要结论

所作贡献

展望

参考文献

致谢

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