塑木復(fù)合材料是將木纖維或植物纖維加入聚合物中,用來填充增強(qiáng)和改性塑性性能的復(fù)合材料。塑木不僅具有天然木材的外觀和木材加工簡單的特性,而且具有防腐、防潮、防蟲蛀、耐磨、不開裂、不易變形等優(yōu)點(diǎn),其強(qiáng)度、硬度和沖擊性能優(yōu)于純塑料。塑木制品可以用木材加工中的木屑等廢角料為木粉來源,在建筑材料、汽車裝飾、包裝用品、景觀園林等許多領(lǐng)域都有應(yīng)用,然而目前利用木屑制備塑木的研究較少。由于塑木 具有木材和塑料的雙重優(yōu)點(diǎn),近年來被廣泛應(yīng)用于景觀園林建設(shè),比如露天設(shè)施、景觀裝飾等,幾乎替代了以往各種戶外景觀木制品或塑料制品。
聚丙烯(PP)的熔點(diǎn)高、耐腐蝕、耐熱、耐濕、防水性優(yōu)異,且強(qiáng)度較高,但是PP的耐低溫性和韌性較差、吸水率高、易腐朽、易變形開裂。因此,PP與木粉相結(jié)合正好彌補(bǔ)了彼此的缺點(diǎn),發(fā)揮了彼此的優(yōu)勢。文霞等研究了紫外光老化對PP基塑木的力學(xué)性能、色差性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過紫外老化后,采用擠出-注塑工藝和混煉-模壓工藝制備的塑木的力學(xué)性能均發(fā)生降低,且發(fā)生了色差變化。有研究進(jìn)行了木粉/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:高摻量木粉可以提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,但其韌性顯著降低;馬來酸改性PP提高了木粉與PP的界面結(jié)合。但是,這些研究主要關(guān)注木粉/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐紫外光老化性能以及木粉改性后與基體的相容性,而戶外環(huán)境中使用的塑木還受到水、溫度變化及霉菌腐蝕等各方面的老化侵蝕,這些都會(huì)影響塑木的使用壽命,應(yīng)該引起關(guān)注。經(jīng)研究將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑(KH570)改性的木粉填充到PP塑料中制備塑木,研究塑木力學(xué)性能和耐紫外線、耐水、耐高低溫、耐霉菌腐蝕等耐老化性能,旨在為塑木的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持塑木的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度先增大后降低,木粉摻量30%時(shí),塑木的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度獲得最大值,分別比純PP提高5.2%和56.5%。木粉摻量為30%時(shí),可以制備力學(xué)性能和耐老化性能等綜合性能最優(yōu)異的塑木。此時(shí)塑木耐紫外老化后的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度比純PP塑料分別提高2.7%和20.6%,耐水后的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別比純PP塑料提高了3.0%和18.8%,塑木的VST達(dá)到最大值138℃,高出純PP塑料10℃,耐霉菌腐蝕后質(zhì)量損失率為0.82%。綜合塑木的耐紫外老化、耐水、耐熱和耐霉菌腐蝕性 能研究結(jié)果表明,木粉摻量為30%時(shí),得到的塑木耐老化 性能最為優(yōu)異。
摘編自《PP木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐老化性能研究》李益南