塑木復合材料主要使用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)作為基體。與PVC比較,低極性的與木粉的相容性更差,界面增容更為重要;但PP的熔體粘度不大且隨溫度變化的敏感性不高,較PVC基塑木復合材料更易加工;與PE比較,PP密度低,有較高的表面硬度和耐磨性。因此,PP基塑木復合材料可應用于性能要求較高的領(lǐng)域。目前PP基塑木復合材料在國內(nèi)外得到越來越多的研究。研究的重點主要集中在如何提高PP與木質(zhì)纖維的界面相容性、復合材料的機械性能以及如何采用更有效的加工工藝及設(shè)備等方面。提高與木質(zhì)材料界面相互作用是提高復合材料性能的關(guān)鍵技術(shù)問題。塑木復合材料界面增容的途徑主要有使用增容劑、木質(zhì)材料或表面改性。
PP基塑木復合材料的性能
塑木復合材料的性能主要影響因素有木質(zhì)材料的種類、加入量、粒度,木質(zhì)材料的表面改性等;目前塑木復合材料的性能研究主要圍繞在拉伸強度、抗彎強度、抗沖擊強度、耐候性及阻燃性能等方面,PP基塑木復合材料抗沖擊性能差,提高抗沖擊性能為研究重點之一。
木質(zhì)材料對物理機械性能的影響
木質(zhì)材料作為填充料,對工業(yè)化生產(chǎn)顯然是填充得越多越好。但是由于樹脂與植物纖維之間的相容性問題,木質(zhì)材料的填充量必然存在一個最優(yōu)值,木質(zhì)材料的尺寸對復合材料的性能也有很大影響。
抗沖改性劑對性能的影響
PP的結(jié)晶度高,變形而吸收能量的能力很差,表現(xiàn)為脆性,在低溫下更是如此,所以對PP基塑木復合材料進行增韌改性很有必要。用于PP塑木復合材料增韌的改性劑有三元乙丙橡膠(EPDM)、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SB)S等。即基塑木復合材料在建筑等行業(yè)的應用正在飛速增長,其他性能如耐候性、阻燃性等亦是衡量其應用的重要參數(shù)。
木質(zhì)纖維表面的非極性化改性處理
通過物理或化學的方法對木質(zhì)纖維進行改性,使其表面“非極性化”,可使木質(zhì)纖維與塑料間的極性差降低,相容性提高。物理方法有低溫等離子體處理、熱處理等方法,但影響因素頗多,操作要求更高,商業(yè)化生產(chǎn)難度較大。
為了擴大PP基塑木復合材料的應用領(lǐng)域,迫切需要提高復合材料的結(jié)構(gòu)化和功能化,使產(chǎn)品由低附加值向高附接值(如室內(nèi)裝飾材料)發(fā)展。塑木復合材料結(jié)構(gòu)化、功能化和高檔化的關(guān)鍵是加強木粉和塑料間相互作用的研究;綜合運用現(xiàn)代研究手段對纖維樹脂間的復合規(guī)律如相間化學鍵、相間組織形態(tài)、界面酸堿反應和表面潤濕等現(xiàn)象進行系統(tǒng)研究,可以使木粉填充即的共混復合理論早日建立和完善。另外,由于使用較大量的助劑來提高加工性能和產(chǎn)品的耐久性,配方變得越來越復雜了,對避免助劑之間副作用的研究具有重大意義。總之,PP基塑木復合材料是一種前景看好的環(huán)保型材料,它的加工技術(shù)將會日趨成熟和多樣化。
