塑木既具有塑料的韌性和加工性能,又具有木材的硬度和環(huán)保性;但是,它也有一些不足之處,那就是抗菌性差,易燃,易老化,機(jī)械強(qiáng)度低,從而使其應(yīng)用受到一定的限制。通過(guò)添加不同助劑對(duì)塑木的功能性進(jìn)行改良,制備具有抗菌性能、阻燃性、抗紫外線、機(jī)械性能強(qiáng)的功能性塑木。
阻燃抑煙木 塑木兼具木材的生態(tài)性和塑料的可加工性,是一類生態(tài)環(huán)保材料。然而,由于熱塑性塑料的燃燒熱值高,塑木內(nèi)的燈芯效應(yīng)明顯,其對(duì)火焰的高敏感性限制了其應(yīng)用范圍。對(duì)塑木進(jìn)行阻燃處理,使其達(dá)到相應(yīng)的阻燃級(jí)別,可進(jìn)一步提升其市場(chǎng)價(jià)值。近年來(lái),關(guān)注阻燃劑與表面改性技術(shù)的協(xié)同作用,提高阻燃性能和效率已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。增強(qiáng)塑木阻燃性能的主要方法有3種:第一種,在生產(chǎn)前將木質(zhì)纖維素類天然纖維與阻燃劑一起在高壓釜中浸漬;第二種,在復(fù)合材料生產(chǎn)過(guò)程中以液體或固體形式添加阻燃劑;第三種,在復(fù)合材料中加入無(wú)機(jī)納米顆粒。
耐候性塑木 木纖維和塑料的界面相容性差,導(dǎo)致塑木因膨脹和開(kāi)裂等外部因素而變形,大大降低了塑木的性能,縮短了材料的使用壽命。同時(shí),由于聚合物成分容易被紫外線降解,雨水沖洗可能會(huì)降低強(qiáng)度, 使得塑木大多不適合戶外環(huán)境。因此,為了加強(qiáng)木纖維與塑料的結(jié)合,提高塑木的整體性能,對(duì)界面相容劑的研究已成為當(dāng)今重要的研究方向;同時(shí), 如何快速有效地將防老劑等助劑與塑木結(jié)合,促進(jìn)材料的高效利用,也成為亟待解決的主要問(wèn)題。
高強(qiáng)度塑木 通過(guò)常規(guī)方法將熱塑性塑料與木纖維結(jié)合時(shí),木質(zhì)纖維素材料的高親水特性使其與高度疏水的熱塑性塑料不相容。這種不相容性導(dǎo)致熱塑性塑料和木材填料之間的界面附著力較差,復(fù)合材料的性能變差。此外,木纖維的羥基之間可以形成氫鍵,這會(huì)導(dǎo)致纖維在配混加工過(guò)程中聚集成束,并在整個(gè)非極性聚合物基質(zhì)中分布不均勻。而且,木粉主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠構(gòu)成,這使得塑木也具有高吸濕性,易導(dǎo)致纖維脫黏。天然纖維的高吸濕性還可能導(dǎo)致所得復(fù)合材料的尺寸變化并削弱界面附著力。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)用途,通過(guò)添加不同助劑進(jìn)行改性,從而制備出具有不同強(qiáng)度性能的塑木。
實(shí)現(xiàn)原料多樣化、裝備工藝專業(yè)化、產(chǎn)品高檔化,發(fā)展高纖維含量、寬用途、高綜合性能、長(zhǎng)壽命的木塑產(chǎn)品是塑木今后的發(fā)展方向。以廢塑料及廢棄木材為原料制備塑木,既能減少環(huán)境污染,又能節(jié)省木材資源,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ膹?fù)合材料。除常見(jiàn)的高強(qiáng)度、抗菌、阻燃、耐候性塑木外,還有一些特殊的功能性塑木,例如可以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽、導(dǎo)電、形狀記憶、相變蓄熱、光致變色等功能,這些具有不同功能的塑木更能有效地滿足實(shí)際使用要求,研制具有更高強(qiáng)度、多功能的塑木,提高其綜合性能是未來(lái)研究的重要方向和發(fā)展趨勢(shì)。
摘編自《功能性木塑復(fù)合材料的研究進(jìn)展》李雪麗等