塑木是由木質(zhì)纖維和熱塑性塑料熔融共混經(jīng)擠出、熱壓或注塑成型而制得的一類環(huán)境友好型復(fù)合材料。它既繼承了木材的天然親和感、質(zhì)輕高強(qiáng)和易于加工的優(yōu)點(diǎn)，又克服了木材尺寸穩(wěn)定性差、不耐腐蝕、各向異性等缺陷，能夠作為一種高經(jīng)濟(jì)性復(fù)合材料并廣泛應(yīng)用于園林景觀、包裝物流、家裝及建筑等眾多領(lǐng)域。
然而，以木質(zhì)纖維、聚乙烯/聚丙烯為主要組分制備的木塑復(fù)合材料極易燃燒，在實(shí)際使用中必須進(jìn)行阻燃處理。膨脹型阻燃劑（IFR）體系通常由酸源、炭源和氣源組成，且已被證實(shí)可以顯著提高塑木的阻燃性能。當(dāng) IFR 被加熱或受到高溫燃燒時(shí)，炭源在酸源的催化作用下脫水成炭，碳化物在氣源分解的氣體作用下生成一種包裹在材料表面的較厚多孔膨脹炭層，用于隔絕熱傳導(dǎo)和可燃性氣體的擴(kuò)散，從而抑制塑木燃燒。可膨脹石墨（EG）作為 IFR中的代表，價(jià)格低廉，無(wú)毒低煙，且膨脹倍率高，具有優(yōu)異的阻燃效果。有研究證明EG為阻燃劑的亞麻纖維/聚丙烯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)EG添加量為25%時(shí)，塑木通過(guò)UL94V-1 級(jí)。采用EG/聚磷酸銨（APP）協(xié)效阻燃EPS基木塑復(fù)合材料，結(jié)果表明，當(dāng)EG與APP配比為1∶1時(shí)，復(fù)合材料阻燃性能最好；當(dāng)協(xié)同阻燃體系添加量在10份以上時(shí)，塑木可達(dá)UL94V-0級(jí)。由此可見(jiàn)，EG可作為一種理想的添加型IFR用于塑木的阻燃處理。但是，與大多數(shù)添加型阻燃劑一樣，高含量EG 的引入通常會(huì)使塑木的力學(xué)性能嚴(yán)重下降。因此，研究人員嘗試從各種途徑來(lái)改善復(fù)合材料力學(xué)性能，盡可能將阻燃劑所帶來(lái)的影響程度降到最低。有人通過(guò)自組裝聚乙烯亞胺（PEI）/纖維素納米晶體（CNC）/APP設(shè)計(jì)了一種支化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚電解質(zhì)復(fù)合物（PEC），證實(shí)PEC提供氫鍵間的互相作用能夠有效增強(qiáng)塑料基體與木質(zhì)纖維、阻燃劑之間的界面相容性，從而改善復(fù)合材料整體的力學(xué)性能。采用硬脂酸鈉對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行表面改性處理，并與EG復(fù)配共同制備阻燃聚乙烯材料。結(jié)果表明，相較于未改性材料體系，改性氫氧化鎂與聚乙烯顆粒之間的相容性提高，增強(qiáng)了加工過(guò)程中阻燃劑與基體材料之間的結(jié)合性能。還有探究SiO2對(duì)塑木力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，在粒子均勻分散的前提下，0.5~9wt%的SiO2能夠?qū)?fù)合材料的力學(xué) 性能提升15%~30%；不同含量的納米二氧化硅（n-SiO2）對(duì)HDPE基木塑復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，n-SiO2用量為5wt%時(shí)，對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)效果最佳；EG/APP在塑木中分散分布和分層分布對(duì)材料阻燃性能和力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，分層分布的阻燃塑木能夠更好地提升材料的阻燃性能和彎曲強(qiáng)度。
以膨脹石墨（EG）和n-SiO2為阻燃劑和增強(qiáng)劑分別制備了單層、雙層、三層夾芯結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料，并探究了不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及配方對(duì)木塑復(fù)合材料阻燃和力學(xué)性能的影響，證明多層夾芯結(jié)構(gòu)對(duì)提升木塑復(fù)合材料阻燃和力學(xué)性能均有明顯效果，為高性能功能化木塑復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)提供了重要的參考依據(jù)。來(lái)源：《多層夾芯結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料阻燃與力學(xué)性能》郭雨佳等
發(fā)布日期：2023-11-28 瀏覽次數(shù)：842 
