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                多功能塑木復(fù)合材料的研究方向

                放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2025-04-30   瀏覽次數(shù):317
                核心提示:塑木既具有塑料的韌性和加工性能,又具有木材的硬度和環(huán)保性

                塑木既具有塑料的韌性和加工性能,又具有木 材的硬度和環(huán)保性;但是,它也有一些不足之處,那 就是抗菌性差,易燃,易老化,機(jī)械強(qiáng)度低,從而使 其應(yīng)用受到一定的限制。科研人員通過添加不同助劑對(duì)塑木的功能性進(jìn)行改良,制備具有抗菌性 能、阻燃性、抗紫外線、機(jī)械性能強(qiáng)的功能性塑木。

                以木纖維及植物纖維為主的填充材料(鋸木、木屑、竹屑、稻殼、麥秸、大豆皮、花生殼、棉秸稈等)主要是木材加工后剩余的廢料和農(nóng)作物加工后的植物纖維廢料。對(duì)上述廢棄物的綜合利用,不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且可以極大地減輕環(huán)境污染。生產(chǎn)塑木制品時(shí)常使用的助劑有以下幾種:增塑劑用于解決聚合物材料在合成過程中的工藝難題,提高其加工性;偶聯(lián)劑是一種具有促進(jìn)界面結(jié) 合性能的改性劑,它可以降低木質(zhì)粉末的吸水性,改善木質(zhì)粉末與塑料的相容性和分散性;潤(rùn)滑劑用于改進(jìn)加工熔體和擠出制品的表面質(zhì)量;著色劑可 保證塑木制品色澤均勻、穩(wěn)定,并延緩?fù)噬俾剩豢咕鷦┛杀WC合成產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì);紫外線穩(wěn)定劑用 于減少紫外線對(duì)復(fù)合材料的作用,可防止高分子材 料分解或防止紫外線降低材料的機(jī)械性能;發(fā)泡劑 可使制品形成較好的微孔結(jié)構(gòu),增加了材料的抗沖 擊性及延展性,并可大幅降低產(chǎn)品的密度;另外,還有分散劑、抗氧化劑、填充劑、交聯(lián)劑等。對(duì)于不同 的處理方法,需要使用不同的助劑。

                阻燃抑煙塑木 塑木兼具木材的生態(tài)性和塑料的可加工性,是一類生態(tài)環(huán)保材料。然而,由于熱塑性塑料的燃燒熱值高,塑木內(nèi)的燈芯效應(yīng)明顯,其對(duì)火焰的高敏感性限制了其應(yīng)用范圍。對(duì)塑木進(jìn)行阻燃處理,使其達(dá)到相應(yīng)的阻燃級(jí)別,可進(jìn)一步提升其市場(chǎng)價(jià)值。近年來,關(guān)注阻燃劑與表面改性技術(shù)的協(xié)同作用,提高阻燃性能和效率已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。增強(qiáng) 塑木 阻燃性能的主要方法有 3 種即在生產(chǎn)前將木質(zhì)纖維素類天然纖維與阻燃劑一起在高壓釜中浸漬;在復(fù)合材料生產(chǎn)過程中以液體或固體形式添加阻燃劑;在復(fù)合材料中加入無機(jī)納米顆粒。

                抗菌塑木 塑木多相架構(gòu)中不完美的界面兼容性會(huì)導(dǎo)致 真菌攻擊,從而降解并最終損害其機(jī)械性能,因此 改善材料的抗菌性以延長(zhǎng)其戶外使用壽命至關(guān)重要。

                常用抗菌劑及特點(diǎn)

                耐候性塑木 木纖維和塑料的界面相容性差,導(dǎo)致塑木因膨 脹和開裂等外部因素而變形,大大降低了塑木的性能,縮短了材料的使用壽命。同時(shí),由于聚合物成分容易被紫外線降解,雨水沖洗可能會(huì)降低強(qiáng)度,使得塑木大多不適合戶外環(huán)境。因此,為了加強(qiáng)木 纖維與塑料的結(jié)合,提高塑木的整體性能,對(duì)界面相容劑的研究已成為當(dāng)今重要的研究方向;同時(shí),如何快速有效地將防老劑等助劑與塑木結(jié)合,促進(jìn) 材料的高效利用,也成為亟待解決的主要問題。

                高強(qiáng)度塑木

                通過常規(guī)方法將熱塑性塑料與木纖維結(jié)合時(shí),木質(zhì)纖維素材料的高親水特性使其與高度疏水的熱塑性塑料不相容。這種不相容性導(dǎo)致熱塑性塑料和木材填料之間的界面附著力較差,復(fù)合材料的性能變差。此外,木纖維的羥基之間可以形成氫鍵,這會(huì)導(dǎo)致纖維在配混加工過程中聚集成束,并在整個(gè)非極性聚合物基質(zhì)中分布不均勻。而且,木粉主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠構(gòu)成,這使得塑木也具有高吸濕性,易導(dǎo)致纖維脫黏。天然纖維的高吸濕性還可能導(dǎo)致所得復(fù)合材料的尺寸變化并削弱界面附著力。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)用途,通過添加不同助劑進(jìn)行改性,從而制備出具有不同強(qiáng)度性能的塑木。
                實(shí)現(xiàn)原料多樣化、裝備工藝專業(yè)化、產(chǎn)品高檔化,發(fā)展高纖維含量、寬用途、高綜合性能、長(zhǎng)壽命的木塑產(chǎn)品是 塑木今后的發(fā)展方向。以廢塑料及廢棄木材為原料制備塑木,既能減少環(huán)境污染,又能節(jié)省木材資源,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ膹?fù)合材料。除常見的高強(qiáng)度、抗菌、阻燃、耐候性塑木外,還有一些特殊的功能性塑木,例如可以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽、導(dǎo)電、形狀記 憶、相變蓄熱、光致變色等功能,這些具有不同功能的塑木更能有效地滿足實(shí)際使用要求,研制具有更高強(qiáng)度、多功能的 塑木,提高其綜合性能是未來研究的重要方向和發(fā)展趨勢(shì)。
                來源:摘編自《功能性木塑復(fù)合材料的研究進(jìn)展》李雪麗等

                 
                 
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