當前，具有硬度高、防水防蛀、可二次加工等性能的木塑復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝飾、建筑裝修、包裝運輸和運動器械等領(lǐng)域，其較低的材料成本以及較高的使用量有助于降低森林資源的消耗量以及廢舊塑料的環(huán)境危害。然而，木塑制品較高的材料密度以及較差的材料韌性，使其在承載領(lǐng)域的應(yīng)用中容易因為脆性斷裂而失效，很難如傳統(tǒng)高聚物材料一般借助分子蠕動等發(fā)揮變形預(yù)警的作用。
鑒于傳統(tǒng)發(fā)泡技術(shù)難以改善制品的脆性缺陷，國內(nèi)外學(xué)者們根據(jù)無機納米粒子的增韌原理提出了微孔發(fā)泡的概念。在微孔木塑制品的承載過程中，沖擊裂紋主要通過直接穿過泡孔和沿孔壁擴展兩種形式生長，而泡孔的塑性變形會吸收大量的能量，從而達到鈍化裂紋尖端、抑制裂紋擴展的目的。該技術(shù)提高了木塑制品的機械性能、促進其高性能化的應(yīng)用，同時還保持了制品質(zhì)量輕、材料省、隔音隔熱等優(yōu)點。木塑復(fù)合材料在擠出過程中主要借助熔體內(nèi)氣體溶解度對力、熱等流場參數(shù)的敏感性，采用降壓或升溫的方式來生成所需的氣體，進而經(jīng)過“成核‐生長‐定型”三個階段才形成內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)。其中，發(fā)泡氣體主要通過化學(xué)發(fā)泡劑熱解或者物理發(fā)泡劑揮發(fā)等方式產(chǎn)生的，其產(chǎn)生方式不僅是材料內(nèi)部形成泡孔結(jié)構(gòu)的重要因素，還直接影響著泡孔的形貌特征及其尺寸參數(shù)。為此，以聚丙烯基木塑復(fù)合材料為對象，分別采用偶氮二甲酰胺（AC）和碳酸氫鈉（NaHCO3）這兩種化學(xué)發(fā)泡劑，對比分析其熱解行為及其對木塑樣品泡孔形貌的影響規(guī)律。同時，通過制備復(fù)合發(fā)泡劑、調(diào)節(jié)發(fā)泡劑含量等方式，探索不同產(chǎn)氣量下木塑試樣力學(xué)性能的變化趨勢，以期為后續(xù)工藝優(yōu)化和產(chǎn)品研發(fā)提供理論指導(dǎo)。其研究結(jié)果表明:
（1）經(jīng)過復(fù)配后的AC/氧化鋅發(fā)泡劑可以將其熱解產(chǎn)氣溫度控制在173℃附近，從而有效避免高溫?zé)峤庖l(fā)的木粉降解問題。相較于AC/氧化鋅復(fù)配體系，具有較小產(chǎn)氣量以及過長分解溫度區(qū)間的NaHCO3發(fā)泡母粒容易引發(fā)氣泡的多次成核，從而造成孔徑分布的兩極化現(xiàn)象。
（2）相較于NaHCO3發(fā)泡母粒以及兩者的復(fù)合發(fā)泡劑，采用AC/氧化鋅復(fù)配體系更容易獲得“小而密”的微孔結(jié)構(gòu)，以及沖擊強度6kJ/m2、拉伸強度8MPa和彎曲強度16.6MPa的試樣性能。
（3）在AC/氧化鋅復(fù)配體系用量為1份時，復(fù)合材料內(nèi)部的發(fā)泡氣體既可以被熔體徹底包裹而無法逃逸，又可以實現(xiàn)其快速過飽以加快成核速率、提高成核質(zhì)量的要求，從而獲得孔徑均值71μm、分布密度2.7×104個/cm3的微孔結(jié)構(gòu)以及較優(yōu)的承載能力。
來源：《發(fā)泡劑熱解行為及其產(chǎn)氣量對聚丙烯基微孔木塑復(fù)合材料性能的影響》王蘇煒等
