微發(fā)泡PVC/木粉復(fù)合仿木材料的制備及工藝

通過對(duì)家具用木粉改性聚氨酯仿木材料的密度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、表面硬度和阻燃等性能的測(cè)試,分析了木粉添加量、木粉粒度、材料密度等對(duì)聚氨酯仿木材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著木粉添加量的增加或木粉粒徑的減小,聚氨酯泡沫材料的壓縮強(qiáng)度有所提高,而彎曲強(qiáng)度和表面硬度卻有所下降;隨著聚氨酯泡沫材料密度的增大,其壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和表面硬度都近乎線性增加;隨著復(fù)合阻燃劑用量的增加,泡沫材料的氧指數(shù)也線性增加。

以木粉、聚氯乙烯樹脂、發(fā)泡劑等為原料,通過連續(xù)擠出得到發(fā)泡木塑復(fù)合材料。對(duì)木粉的熱失重、復(fù)合發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)、力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:發(fā)泡劑用量不應(yīng)超過1phr;在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),木粉粒徑的減小會(huì)使發(fā)泡更容易,材料的力學(xué)性能得到改善;木粉粒徑對(duì)泡孔形態(tài)和力學(xué)性能的影響有一個(gè)最佳范圍,即20~80目。

研究聚氨酯仿木材料生產(chǎn)用填料——木粉的添加量與粒度分別對(duì)體系黏度和沉降行為的影響等。結(jié)果表明,在m(木粉)∶m(主體聚醚)=7∶100左右、木粉粒度80～100目時(shí),聚氨酯組合聚醚體系的黏度適中;隨著木粉添加量的增加,或木粉粒度的變大,即木粉尺寸變小,木粉沉降速度下降。

利廢變寶新技術(shù)環(huán)保型木塑復(fù)合仿木材料

研究了催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、增強(qiáng)劑等主要添加劑對(duì)木粉增強(qiáng)聚氨酯仿木材料生產(chǎn)時(shí)發(fā)泡反應(yīng)效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,a-33和pc-35兩種催化劑對(duì)發(fā)泡工藝都具有顯著影響;發(fā)泡劑hcfc-141b的用量對(duì)組合聚醚體系具有顯著的降粘作用;泡沫穩(wěn)定劑l-6950用量越大,泡孔越細(xì),但用量過多反而易導(dǎo)致泡孔塌陷;復(fù)合阻燃劑tcep與dmmp對(duì)組合聚醚體系具有較好的降黏效果;為保證組合聚醚體系黏度,木粉添加量和粒度應(yīng)分別控制在7pphp左右和80~100目。

以杉木粉為原料、硼酚醛預(yù)聚體為前驅(qū)體,采用溶膠-凝膠法制備了硼酚醛/杉木粉復(fù)合材料。采用紅外光譜、x射線衍射、掃描電鏡、熱失重等分析方法,研究了該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能。結(jié)果表明,木材中的羥基與硼酚醛預(yù)聚體上的羥基發(fā)生了縮合反應(yīng),形成了比較穩(wěn)定的b-o-c鍵,木材纖維素的結(jié)晶被破壞,介觀空隙消失;木粉用量的增加會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料縮合反應(yīng)程度下降,木材纖維素結(jié)晶遭破壞程度降低?？s合反應(yīng)生成的強(qiáng)化學(xué)鍵顯著提高了復(fù)合材料的耐熱性能,使失重10%時(shí)的熱分解溫度從270℃(木粉)提高到547℃。復(fù)合材料的吸水率遠(yuǎn)小于木材,而沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度均呈現(xiàn)隨木粉用量的增加先增大后降低的趨勢(shì)。

研究了松木粉不同添加量和不同應(yīng)力水平條件下,松木粉/pvc復(fù)合材料的短期蠕變性能。研究結(jié)果表明,松木粉/pvc復(fù)合材料蠕變性能與松木粉添加量和應(yīng)力水平強(qiáng)烈相關(guān);采用burgers模型可以很好地?cái)M合試驗(yàn)得到的蠕變曲線,并進(jìn)一步找到了各擬合參數(shù)與松木粉添加量和應(yīng)力水平之間的回歸方程式,為開發(fā)新的復(fù)合材料的配比和使用穩(wěn)定性提供參考。

提高木粉在pvc樹脂中的分散性,增加它與pvc的粘結(jié)性對(duì)于提高pvc基木塑復(fù)合發(fā)泡材料力學(xué)性能有著至關(guān)重要的作用本文從化學(xué)改性和物理作用入手,系統(tǒng)的介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)pvc基木塑復(fù)合發(fā)泡材料進(jìn)行界面改性的方法,并指出了選擇改性途徑的注意事項(xiàng)。

以堿木質(zhì)素通過曼尼希反應(yīng)合成木質(zhì)素胺,將其作為界面改性劑用于pvc/木粉復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、吸水性、流變性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及形貌學(xué)特征等進(jìn)行研究,對(duì)其界面改性機(jī)理進(jìn)行探討。與未處理木粉制備的復(fù)合材料相比,以木質(zhì)素胺處理過的木粉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,氮元素含量8.18%)制備的復(fù)合材料,拉伸和沖擊強(qiáng)度分別提高了21.0%和43.9%;木質(zhì)素胺中氨基含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響不明顯。以木質(zhì)素胺處理過的復(fù)合材料,吸水率有所降低,儲(chǔ)能模量升高,加工熱穩(wěn)定性略有降低,但整體影響不大。sem分析表明,木質(zhì)素胺的引入,提高了pvc基體與木粉間的界面結(jié)合。

介紹了pvc基木塑復(fù)合微發(fā)泡材料的概念、應(yīng)用及性能特點(diǎn)；概括了國(guó)內(nèi)外木粉界面改性、發(fā)泡劑及其他助劑的研究進(jìn)展情況，分別從界面改性方法、發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑的種類及效果進(jìn)行了介紹。

以木粉、正硅酸乙酯(teos)為原料,采用溶膠-凝膠方法將teos引入到木粉空隙中制備出木粉/teos雜化材料,在較低溫度下燒結(jié)制得sic木材陶瓷。采用熱失重分析(tga)、x射線衍射分析(xrd)、紅外光譜(ft-ir)和掃描電鏡(sem)對(duì)其物相變化和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,用阿基米德法測(cè)定sic木材陶瓷的顯氣孔率,研究了燒結(jié)溫度和雜化材料增重率對(duì)sic木材陶瓷摩擦性能的影響。研究結(jié)果表明,木粉/teos雜化材料在800℃時(shí)總的失重率僅為20%,是理想的sic陶瓷前驅(qū)體;雜化材料中的si-o-c結(jié)構(gòu)可以在1000℃燒結(jié)成sic;sic木材陶瓷主晶相由-βsic和sio2組成,具有類似于木材的多孔拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);顯氣孔率隨著燒結(jié)溫度的升高先升后降,而隨增重率的增加而增加;耐磨性能隨燒結(jié)溫度和增重率的增加而提高。

將木粉經(jīng)陽(yáng)離子改性劑接枝改性后,利用篩選出的合適的直接耐曬型染料進(jìn)行染色。染色后的木粉具有較優(yōu)良的染色性能,上染百分率、染料保留率(水洗染色牢度)均比較理想,同時(shí)染色殘液補(bǔ)加染料后二次染色的木粉與初始染液染得的木粉色差少。染色殘液可循環(huán)利用,減少污水的排放,達(dá)到環(huán)保的要求。

以廢舊高密度聚乙烯(hdpe)、木粉為主要原料,采用模壓法制備了hdpe微發(fā)泡塑木復(fù)合材料,研究了木粉粒徑、交聯(lián)劑添加量、ac發(fā)泡劑添加量對(duì)hdpe微發(fā)泡塑木復(fù)合材料性能的影響,結(jié)果表明:隨著木粉粒徑增加,材料的密度逐漸增大,木粉粒徑為106μm,交聯(lián)劑的用量為1.5%時(shí)復(fù)合材料的物理性能較好,且隨著ac發(fā)泡劑用量的增大,材料的力學(xué)性能和密度都逐漸降低,當(dāng)ac發(fā)泡劑用量超過0.7%時(shí),材料力學(xué)性能降低幅度增大。

以秸稈和pp為基體制備木塑復(fù)合材料,測(cè)試秸稈填充量、偶聯(lián)劑以及發(fā)泡劑用量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果分析,pp為100g,秸稈為10g,偶聯(lián)劑和發(fā)泡劑用量為秸稈用量的8%時(shí),沖擊性能最佳。

院系初審排名： 煙臺(tái)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新基金立項(xiàng)申報(bào)書 作品名稱：利用廢舊聚乙烯、木粉制備木塑復(fù)合材料 申請(qǐng)者姓名（集體名稱）：?jiǎn)?mèng)團(tuán)隊(duì) 所在院系：化學(xué)化工學(xué)院 申報(bào)時(shí)間：2012年11月10日(chéng)n作品類別： □哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 □科技發(fā)明制作類作品 2 說明 1．申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫。 2．申請(qǐng)書一律要求用a4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。一 式三份，由指導(dǎo)教師和所在系審查并簽署意見后報(bào)送學(xué)?？萍紕?chuàng) 新基金管理辦公室。 3、必須由申報(bào)者本人按要求填寫，其中申報(bào)者為作品的第一作者(yùn)n（承擔(dān)申報(bào)作品60%以上的工作者）； 4．如表格不夠，可以加附頁(yè)。 5．其他申請(qǐng)事宜請(qǐng)向基金管理辦公室咨詢。 3 申報(bào)者(yùn)n情況 姓名郭焱德性別男出生年月1991年2月1日(chéng)n專

利用廢塑料、木質(zhì)纖維開發(fā)環(huán)保型木塑復(fù)合仿木材料系列 環(huán)保型木塑復(fù)合仿木裝飾線條

用模壓法制備木粉／低密度聚乙烯發(fā)泡材料。通過差示量熱掃描分析,考察了純偶氮二甲酰胺(ac)及與zno共混物、純nahco3及與檸檬酸(l)共混物的熱分解特性,探討了發(fā)泡劑ac、nahco3、檸檬酸、交聯(lián)劑過氧化二異丙苯等對(duì)材料力學(xué)性能的影響,并在掃描電鏡下觀察了材料斷面的微觀形態(tài)。結(jié)果表明:采用放熱發(fā)泡劑和復(fù)合發(fā)泡劑都能使復(fù)合材料密度下降20％左右,發(fā)泡后材料的沖擊性能為發(fā)泡前體系的1．5倍左右;復(fù)合發(fā)泡劑的發(fā)泡效果優(yōu)于單放熱發(fā)泡劑的效果。

用模壓法制備木粉(wf)/低密度聚乙烯(ldpe)發(fā)泡材料,考察了填料種類以及添加無機(jī)成核劑t、g、f用量對(duì)wf/ldpe發(fā)泡材料力學(xué)性能及斷面微觀形態(tài)的影響。結(jié)果表明:以稻糠粉和秸稈粉為填料代替木粉可行,制得的發(fā)泡材料的性能與wf/ldpe發(fā)泡材料有一定差異;無機(jī)粒子t能進(jìn)一步降低材料自重,f對(duì)材料性能的不良影響最小,無機(jī)粒子在wf/ldpe發(fā)泡材料中傾向于分布在木纖維周邊及內(nèi)部與樹脂的界面區(qū)。無機(jī)粒子是否呈現(xiàn)"選擇性"分布,與纖維/樹脂間界面黏結(jié)強(qiáng)度有較大相關(guān)性。

研究了木粉粒徑和用量以及抗沖改性劑、發(fā)泡劑、潤(rùn)滑劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、增強(qiáng)劑的用量對(duì)聚氯乙烯(pvc)木塑復(fù)合發(fā)泡板性能的影響。結(jié)果表明,在pvc中添加粒徑為150μm木粉、氯化聚乙烯(cpe)、ac發(fā)泡劑、l503潤(rùn)滑劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、增強(qiáng)劑,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15.0%,4.0%,0.4%,1.6%,6.0%,8.0%時(shí),得到的pvc木塑復(fù)合發(fā)泡板的綜合性能和成本最佳。

針對(duì)新型微發(fā)泡仿木塑料(稱為ps101壓線),闡述了其生產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵,指出采用吸熱型發(fā)泡劑及自行設(shè)計(jì)的frsj60/30單螺桿擠出機(jī)是主要關(guān)鍵,選擇合適的溫度、壓力和剪切速率等加工條件也十分重要。

微發(fā)泡仿木塑料有類似木材細(xì)胞“微泡”結(jié)構(gòu)，因而可釘、可鋸，且外觀、手感、密度和木材類似，還有防潮、防蟲蛀、阻燃、無需油漆等優(yōu)于木材的特點(diǎn)。推廣使用可以達(dá)到節(jié)省木材、保護(hù)森林和生態(tài)環(huán)境的目的。闡述該產(chǎn)品研制過程中的技術(shù)關(guān)鍵，指出吸熱型發(fā)泡劑的使用和國(guó)產(chǎn)ｆｒｓｊ６０／３０單螺桿擠出機(jī)是技術(shù)關(guān)鍵，而選擇適宜的溫度、壓力和剪切速率等加工工藝條件尤為重要。

為改善速生材杉木木材的性質(zhì),實(shí)驗(yàn)中先后用硫酸鋁和水玻璃溶液處理速生材杉木木材。浸入木材的鋁離子與硅酸根離子結(jié)合,在木材微纖絲間隙和管胞(或纖維)的胞腔中生成硫酸鋁沉淀,從而使木材中填充大量的無機(jī)物,得到杉木無機(jī)復(fù)合木材。無機(jī)復(fù)合木材的尺寸穩(wěn)定性顯著提高,抗收縮系數(shù)可達(dá)34.21,穩(wěn)定系數(shù)達(dá)80%以上。同時(shí),復(fù)合木材除抗沖擊韌性略有下降外,其余如抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量、順紋抗壓強(qiáng)度及硬度等主要力學(xué)性能指標(biāo)均明顯提高。