塑木復(fù)合材料被廣泛用于體育器材、室內(nèi)裝修和建筑領(lǐng)域，相較于其他材料，有著成本低、綠色環(huán)保、防蟲防潮等優(yōu)勢(shì)。然而，制作為在室外體育設(shè)施使用時(shí)，無法避免光老化問題，從而影響塑木復(fù)合材料其使用范圍。可采用添加抗氧化劑、改變木粉組合、優(yōu)化成型方法、表面涂層等方法對(duì)該復(fù)合材料的耐光老化性進(jìn)行改善。以木粉／聚丙烯復(fù)合材料為例，對(duì)其耐光老化性進(jìn)行探究。耐光老化性能的提升，也會(huì)擴(kuò)大復(fù)合材料耐腐蝕性強(qiáng)、使用壽命長、力學(xué)性能良好的優(yōu)勢(shì)，可促進(jìn)戶外體育設(shè)施的的使用安全性與舒適性。
塑木復(fù)合材料是木纖維或植物纖維與塑料材質(zhì)復(fù)合加工而成的有機(jī)高分子材料，屬于新型綠色環(huán)保材料。塑料和木質(zhì)纖維都是高分子材料，高分子材料在受到外界環(huán)境中的水、氧、熱以及化學(xué)介質(zhì)等因素的作用下，其自身物理或化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而表現(xiàn)出光老化現(xiàn)象，例如，材料顏色改變、材質(zhì)變脆、韌性和強(qiáng)度降低等。 塑木復(fù)合材料在體育領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可應(yīng)用于籃球架、籃球場(chǎng)地板等。 當(dāng)塑木復(fù)合材料在室外長期使用后，會(huì)發(fā)生一定程度的光老化，無法滿足籃球架或籃球地板對(duì)材料的較高使用要求。在塑木復(fù)合材料的光老化進(jìn)程中，各組分之間相互影響，相互作用。當(dāng)塑木復(fù)合材料受到紫外線的照射時(shí)，木質(zhì)素會(huì)吸收大部分的紫外線，造成光降解，產(chǎn)生發(fā)色基團(tuán)，改變了木粉的顏色。同時(shí)，發(fā)色基團(tuán)和塑料加工時(shí)加入的物質(zhì)，對(duì)塑料組分的光降解有共同的催化作用，導(dǎo)致塑料的表面開裂、系帶分子斷裂，降低該材料籃球架的力學(xué)性能。塑木復(fù)合材料的光變色現(xiàn)象，分2個(gè)階段進(jìn)行，第1階段是木質(zhì)素的光降解，產(chǎn)生大量發(fā)色基團(tuán)，導(dǎo)致復(fù)合材料褪色；第2階段是發(fā)色基團(tuán)減少，產(chǎn)生有漂白效果的對(duì)苯二酸物質(zhì)，造成材料顏色改變。 另外，環(huán)境中水的存在，也會(huì)加速塑木復(fù)合材料籃球架的褪色程度。除了氧氣和紫外線因素，復(fù)合材料吸潮后，力學(xué)性能也會(huì)顯著降低。水分進(jìn)入復(fù)合材料，木質(zhì)纖維的細(xì)胞壁吸水發(fā)生膨脹，界面會(huì)有微裂紋出現(xiàn)，影響聚合物與木纖維的界面結(jié)合強(qiáng)度；水分也會(huì)加快光降解的進(jìn)程。光線在水的折射或反射作用下，較容易抵達(dá)復(fù)合材料內(nèi)部，導(dǎo)致材料內(nèi)部出現(xiàn)光老化，嚴(yán)重降低籃球架力學(xué)性能。
以籃球架為例，延長籃球架的使用壽命，在籃球架的結(jié)構(gòu)中，籃球板最容易發(fā)生損壞。為滿足籃球板透光率的需要，許多籃球板采用鋼化玻璃制作，但室外溫度劇烈變動(dòng)情況下，容易出現(xiàn)自爆的問題。而塑木復(fù)合材料是一種高分子有機(jī)物，有著質(zhì)輕、密度小、強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于籃球架而言，更強(qiáng)的質(zhì)量有助于籃球架使用壽命的延長。塑木復(fù)合材料中二氧化硅、二氧化鈦、ＶＥ 等物質(zhì)的添加，能夠顯著增加復(fù)合材料的耐光老化性，對(duì)延長塑木復(fù)合材料籃球架的使用壽命有著重要意義。增強(qiáng)籃球架的耐腐蝕性，籃球支撐柱與底部箱體容易腐蝕生銹，不僅影響使用安全性也影響使用壽命。對(duì)塑木復(fù)合材料的耐光性進(jìn)行保護(hù)研究，可在不改變?cè)瓘?fù)合材料優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，通過助劑改善、調(diào)整塑木復(fù)合材料的密度、強(qiáng)度等，也可進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料自身的抗強(qiáng)酸堿、耐腐蝕、防水等性能。同時(shí)，塑木復(fù)合材料的耐光老化性保護(hù)研究，可有效解決籃球架普遍面臨的真菌及白蟻的侵蝕和繁殖問題，減少生物腐蝕現(xiàn)象，便于對(duì)籃球架的日常維護(hù)和管理。為增強(qiáng)耐光老化性，通常對(duì)籃球架進(jìn)行表面涂飾處理；同時(shí)，涂層的存在，也增強(qiáng)了籃球架對(duì)雨水的耐侵蝕性。增強(qiáng)籃球架的力學(xué)延展性能，耐光老化性作為增強(qiáng)塑木復(fù)合材料的基礎(chǔ)保護(hù)，是提升復(fù)合材料其他性能的重要途徑。相較于金屬和木質(zhì)材料，塑料材料有著較好的力學(xué)延展性；而塑木復(fù)合材料作為纖維增強(qiáng)材料，有著更加優(yōu)越的柔韌性、力學(xué)拉伸強(qiáng)度、彈性模量，等等。有實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，塑木復(fù)合材料的耐光老化性能的增強(qiáng)，也進(jìn)一步擴(kuò)大了其彎曲性能、沖擊性能優(yōu)勢(shì)，從而高速、有效地提高籃球架的力學(xué)延展性。綜合性能的改善，能夠提升體育運(yùn)動(dòng)中籃球架的使用舒適性，提高運(yùn)動(dòng)效果。塑木復(fù)合材料作為一種新型環(huán)保材料，可用于戶外設(shè)施的設(shè)計(jì)與制造。但該材料其在室外使用也避免不了光老化問題。以木粉/聚丙烯復(fù)合材料為例，探究了木粉組分和有機(jī)抗氧化劑對(duì)復(fù)合材料耐光老化性能的影響，當(dāng)VE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、抗氧化劑168質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ｌ.0%時(shí)，材料的耐光老化性能最佳。木質(zhì)素的存在有助于復(fù)合材料的力學(xué)性能的保持，纖維素的加入有助于增強(qiáng)老化過程中的顏色穩(wěn)定性。耐光老化性的增強(qiáng)，也進(jìn)一步延長了其使用壽命、增強(qiáng)了耐腐蝕性以及力學(xué)延展性等，有助于提升塑木復(fù)合材料戶外設(shè)施的使用安全性與舒適性。摘編自《木塑復(fù)合材料耐光老化性對(duì)籃球架的影響研究》
