PP木塑復合材料性能及其影響因素的研究.pdf

1、聚丙烯基木塑復合材料(PP-WPC)是以木粉（或其它植物纖維）和聚丙烯(PP)為主要原料制成的一種復合材料，其產(chǎn)品主要用作天然木材的替代品。與PE木塑復合材料(PE-WPC)相比，PP-WPC具有一系列優(yōu)點，如：硬度、模量較高，耐磨性能較好，熱變形溫度較高等。但目前國內(nèi)通過擠出成型法制備PP-WPC并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)極少，與擠出成型制備的PP-WPC相關(guān)性能的研究報道也不多。
　　 本文對影響PP-WPC的力學性能、吸水率、尺寸

2、穩(wěn)定性、老化性能及其主要影響因素進行了研究，目的在于為制備性能好、成本低的PP-WPC提供依據(jù)。本文具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)PP-WPC的力學性能研究
　　 以PP作為塑料基體，以木粉作為填料，并加入添加劑，用擠出成型法制備了PP-WPC，研究了配方中的木粉、增韌劑、相容劑、偶聯(lián)劑和顏料等對PP-WPC力學性能的影響。結(jié)果表明，隨著增韌劑POE和EPDM加入量的增加，PP-WPC的沖擊強度提高，但彎曲強度和彎曲模

3、量有一定程度的降低，其中POE提高沖擊強度的綜合效果優(yōu)于EPDM;適量加入相容劑或偶聯(lián)劑能提高PP-WPC的彎曲強度和沖擊強度，實驗條件下相容劑MAPP最佳用量為8％，偶聯(lián)劑KH570和KH171最佳用量為1％，其中相容劑提高強度的效果顯著優(yōu)于偶聯(lián)劑；在高填充量范圍，隨著木粉含量的增加，PP-WPC的彎曲強度和沖擊強度降低；顏料的加入降低了PP-WPC的力學強度，其降低程度順序為：鈦白粉＞氧化鐵＞炭黑。
　　 (2)PP-WPC

4、的吸水率和尺寸穩(wěn)定性研究
　　 研究了擠出成型法制備WPC配方中的木粉、添加劑和塑料的熱膨脹性能對WPC線性熱膨脹系數(shù)的影響，并研究了相容劑（馬來酸酐接枝聚丙烯）、硅烷偶聯(lián)劑、塑料含量對WPC吸水率及吸水膨脹率的影響。結(jié)果表明，由于制備WPC的主要原料線性熱膨脹系數(shù)的大小順序為：木粉＜聚丙烯＜增韌劑，因此，隨著WPC中塑料含量或增韌劑的增加，WPC的線性熱膨脹系數(shù)增加。隨著WPC浸水時間增加，初期WPC的吸水率增加，浸水約30天

5、以后，吸水率達到飽和而不再增加；加入硅烷偶聯(lián)劑和MAPP都可以降低WPC的吸水率，但加入硅烷偶聯(lián)劑只能降低WPC的初期吸水率，對WPC的飽和吸水率沒有顯著影響；而加入MAPP既可降低WPC的初期吸水率，又可以降低其飽和吸水率；隨著塑料含量的增加，WPC的吸水率降低。WPC的吸水膨脹率與其吸水率直接相關(guān)，總是隨其吸水率增加而增加。
　　 (3)PP-WPC的穩(wěn)定性研究
　　 以聚丙烯(PP)和木粉為主要原料制備了PP-WP

6、C，用DSC-TG綜合熱分析儀觀察了WPC及其主要原料PP、木粉的熱氧化曲線特征，研究了木粉、抗氧劑對WPC氧化誘導時間(OIT)的影響；用烘箱熱氧老化法和氙燈老化法研究了炭黑、鈦白粉、鐵系顏料等對WPC老化性能的影響。
　　 DSC-TG綜合熱分析研究結(jié)果表明，在含有抗氧劑1010的條件下，PP和WPC都不會被顯著氧化，而當抗氧劑1010消耗完畢后，PP和WPC都會發(fā)生明顯熱氧化而使DSC曲線上出現(xiàn)放熱峰，同時使TG曲線上出現(xiàn)

7、快速熱失重；在加熱條件下，木粉出現(xiàn)持續(xù)緩慢失重現(xiàn)象的主要原因是發(fā)生了緩慢熱分解，抗氧劑對提高木粉的熱穩(wěn)定性沒有顯著效果；WPC發(fā)生持續(xù)緩慢熱失重的主要原因是WPC中的木粉發(fā)生了緩慢熱分解；在PP中加入抗氧劑DLTP對提高PP的穩(wěn)定性無明顯效果，但是，在WPC中加入抗氧劑DLTP對提高WPC的熱穩(wěn)定性具有顯著效果。
　　 烘箱熱氧老化法和氙燈老化法研究結(jié)果表明，隨著老化時間增加，不論是否加入顏料，均有WPC的拉伸強度和氧化誘導時間