木塑復(fù)合材料作為一種新型復(fù)合材料，是由木材廢料、竹子、板栗殼、棉花稈等各種低價值、廢棄生物質(zhì)木質(zhì)纖維和各種塑料制品組成的復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料集易成型加工、良好尺寸穩(wěn)定性、無毒無味、防蛀耐腐等優(yōu)點于一身，是環(huán)境友好型綠色材料。木塑復(fù)合材料逐步應(yīng)用于家具和建筑領(lǐng)域，前景十分廣闊。
但木塑復(fù)合材料功能較為單一，而綠色相變儲能材料可通過相態(tài)的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)節(jié)能調(diào)溫，將其引入能賦予木塑復(fù)合材料新的功能，可實現(xiàn)木塑復(fù)合材料對環(huán)境溫度的響應(yīng)和熱能的高效存儲與轉(zhuǎn)化，對開發(fā)新型生物基綠色節(jié)能材料具有重要意義。有專利以相變儲熱材料為研究對象，開展了和微膠囊型相變儲熱材料的制備、物質(zhì)高分子相變儲能復(fù)合未塑型材制備及性能研究，設(shè)計了儲熱密度大，熱物性能優(yōu)異核殼結(jié)構(gòu)微膠囊型相變儲熱材料，構(gòu)建了相變儲能材料與木塑復(fù)合材料于一體的功能材料。解決廢棄木質(zhì)纖維等生物質(zhì)材料、廢棄回收高分子、多孔型和微膠囊型相變儲熱材料界面相容性，通過擠出工藝的探索優(yōu)化，制備了具有溫度調(diào)節(jié)功能生物質(zhì)高分子相變儲能復(fù)合木塑型材，應(yīng)用于建筑領(lǐng)域調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)溫度，實現(xiàn)建筑節(jié)能。
方法包括以下步驟：（1）木質(zhì)纖維粉的處理：將環(huán)氧脂肪酸甲酯、硅烷偶聯(lián)劑和溶劑混合混勻后噴灑于木質(zhì)纖維粉表面，然后攪拌處理，再烘干處理，得到處理后的木質(zhì)纖維粉；(2)造粒；（3）混料；（4）擠出成型采用共擠出工藝，用兩臺擠出機分別將芯層料和表層料熔融擠出，通過三層共擠模具定型，得到高導(dǎo)熱相變儲能木塑復(fù)合材料。使用的相變儲熱微膠囊在木塑復(fù)合材料中構(gòu)建導(dǎo)熱儲熱鏈路，提高蓄熱和放熱時導(dǎo)熱系數(shù)，材料的儲能效率提高了近200%。項目創(chuàng)新點如下:
(1)木質(zhì)纖維粉的表面處理，利用環(huán)氧脂肪酸甲酯來處理木粉，一方面環(huán)氧基團能夠與木粉表面羥基反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，另一方面，脂肪烴長鏈能夠與聚乙烯分子相互纏繞，因而能夠有效提高未粉與樹脂基體的相容性；硅烷偶聯(lián)劑KH550的偶聯(lián)作用，可提高未粉和塑料的相容性。
(2)除使用相容劑馬來酸酐接枝聚乙烯之外,還使用交聯(lián)劑TAIC作為增容劑,該種增容劑不僅可以增加相變材料與木/竹粉的相容性，還可以改善回收PE與相變材料樹脂界面結(jié)合性。
(3)相變儲熱微膠囊獨特的蜂窩結(jié)構(gòu)改善了其在塑料基體中的分散性,并且其增大的表面積加強了與塑料和木粉之間的界面粘附和結(jié)合，相變儲熱微膠囊的蜂窩形狀使木材纖維嵌入塑料基體中，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了整體的相容性，氫鍵作用也改善了材料的界面附著力，界面附著力良好，使復(fù)合材料能夠承受更多的拉伸載荷。以上界面相容技術(shù)，極大地提高了生物質(zhì)高分子相變蓄能復(fù)合木塑型材各組分間的相容性，克服了相變材料自聚集，造成的大面積的相分離會嚴重影響材料的力學(xué)性能的重大難題。在破壞實驗時，斷口表面的結(jié)構(gòu)更致密，沒有延伸的裂紋，基材仍緊緊包裹著填料，界面附著力良好。
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