1、    淺談我國發(fā)泡木塑復(fù)合材料的應(yīng)用與性能    黃紹恒摘要：介紹了發(fā)泡木塑復(fù)合材料的基本原料及發(fā)泡方法，同時對發(fā)泡木塑復(fù)合材料的主要成型工藝及其影響因素進(jìn)行了說明，在此基礎(chǔ)上指出了發(fā)泡木塑復(fù)合材料的研究趨勢。 本文簡述了發(fā)泡木塑復(fù)合材料的獨特優(yōu)點，歸納總結(jié)了木粉處理、配方、成型工藝、及成型設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)，并就當(dāng)前的發(fā)展情況，提出了發(fā)泡木塑復(fù)合材料的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：木塑復(fù)合材料；發(fā)泡；pvc1 為何而來發(fā)展背景木塑復(fù)合材料（wpc）是以木材為主要原料（形式有鋸末、木屑、竹屑、稻殼、麥秸、大豆皮、花生殼、甘蔗渣、棉秸稈等），經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硎蛊渑c各種塑料

2、（用于木塑復(fù)合材料的熱塑性塑料主要有聚氯乙烯（pvc，聚乙烯pea，聚丙烯（pps），聚苯乙烯（pst），聚甲基丙烯酸甲酷（cpmm），以及聚乙烯（pe），聚丙烯（pp）、聚苯乙烯（ps）等）按一定比例混合并添加特制的助劑，如偶聯(lián)劑、分散劑、增塑劑、潤滑劑等加工助劑，經(jīng)高溫、擠壓、成型等工藝制成的一種新型復(fù)合材料，是一種高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù)合材料。所選用的塑料可以是新料，也可以是回收的廢舊塑料，添加的植物纖維來源豐富，價格低廉，并且可以回收利用。2 是什么發(fā)泡木塑復(fù)合材料的概念發(fā)泡木塑復(fù)合材料是在木塑復(fù)合材料的基礎(chǔ)配方上按一定質(zhì)量比例混合入發(fā)泡劑、成核劑、發(fā)泡助劑等，同樣經(jīng)塑料成型設(shè)備

3、加熱熔融成為一種帶連續(xù)均勻分布發(fā)泡微孔的復(fù)合材料。3 怎么造發(fā)泡木塑復(fù)合材料生產(chǎn)工藝3.1 木粉處理木粉的選擇對木塑復(fù)合材料的發(fā)泡性能有重要影響。木粉粒徑減小，發(fā)泡容易；但是顆粒過小則容易團(tuán)聚，且物理性能變差，故一般粒徑選擇150微米左右。木粉含量增加使加工溫度升高，但木粉含量越高則越不容易發(fā)泡。3.11 木粉處理原因未經(jīng)處理的木粉與pvc相容性差，界面的粘結(jié)力小，分散效果差，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能和發(fā)泡性能差。要獲得性能優(yōu)異的木塑產(chǎn)品，必須對木纖維進(jìn)行表面處理。3.12 木粉處理方法物理法：物理方法不改變纖維的化學(xué)成分，但改變纖維的結(jié)構(gòu)和表面性能，從而改善纖維與集體聚合物的物理粘合。化學(xué)法：通過

4、改變木粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)來改善其極性，提高纖維與基體樹脂的界面粘結(jié)，也有利于纖維在集體中的均勻分散，是目前木粉處理的主要方法。3.2 pvc木塑發(fā)泡配方3.21 發(fā)泡劑分為ac、nahco3、obsh、ac/nahco3幾種發(fā)泡劑，其中ac/nahco3復(fù)合發(fā)泡劑制得的復(fù)合材料發(fā)泡性能最優(yōu)。并且ac用量為0.5%-1%時最佳。3.22 助發(fā)泡劑要獲得泡孔比較均勻的發(fā)泡材料，首先發(fā)泡劑的分解溫度與樹脂的熔融溫度接近，其次是發(fā)泡劑應(yīng)在樹脂達(dá)到適宜粘度的溫度范圍內(nèi)均勻放氣。納米zno粒子作為的助發(fā)泡劑，將ac突發(fā)溫度降至130-160的范圍內(nèi)，且發(fā)泡穩(wěn)定迅速，用量為ac的10%-30%。泡孔調(diào)節(jié)劑zb-5

5、30和k-400對pvc體系有促進(jìn)塑化、改善表觀質(zhì)量、提高熔融強(qiáng)度和延展度的作用。3.23 增塑劑增塑劑dop有助于降低pvc木塑復(fù)合材料的加工溫度，減少木粉分解，改善pvc和木粉的親和性以及熔體流動性，最終改善材料的力學(xué)性能和加工性能。其他常用的增塑劑有丙烯酸、鄰苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯等。最佳用量為6%-8%。3.3 成型工藝及設(shè)備良好的加工工藝和設(shè)備應(yīng)保證物料和發(fā)泡劑混合均勻，并保持足夠高的、穩(wěn)定的機(jī)頭壓力，使口模壓力足夠大和壓力降足夠快，以獲得形態(tài)良好的泡孔。3.31 工藝分類兩步法：先造粒后成型。此法有利于提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。一步法：省去造粒工序，采用表面改性后的木粉與pvc

6、粉經(jīng)高速混合后加料擠出。3.32 成型溫度成型溫度應(yīng)考慮到物料在擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)的物理作用和化學(xué)反應(yīng)。加料段溫度既要保持物料能夠快速熔融，組織分解氣體的逃逸，又要防止發(fā)泡劑提前分解；壓縮段和計量段溫度設(shè)定則需要考慮到化學(xué)發(fā)泡劑分解溫度和分解速率，木粉燒焦和pvc分解等因素；機(jī)頭溫度應(yīng)使熔體保持良好流動性的同時，具有足夠的熔體粘度，以維持機(jī)頭內(nèi)的熔體處于高壓下，使之在機(jī)頭內(nèi)不發(fā)泡。加料段溫度應(yīng)控制在165以下，壓縮段和均化段在160-180之間，機(jī)頭和口模設(shè)在160以下。3.33 螺桿轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速越高，擠出機(jī)內(nèi)壓力越大，從而越有利于成核，成核的泡孔數(shù)目也越多，發(fā)泡率就越高，但過高就會抑制泡孔生長；轉(zhuǎn)速越

7、高，剪切作用越強(qiáng)，容易使泡孔合并或破裂，影響發(fā)泡體質(zhì)量和低密度泡沫塑料的形成；轉(zhuǎn)速過高或過低，停留時間過短或過長，容易發(fā)生提前發(fā)泡或發(fā)泡劑分解不充分等現(xiàn)象，不利于形成均勻細(xì)密的泡孔結(jié)構(gòu)。螺桿轉(zhuǎn)速的最佳值一般在12-18r/min之間。3.34 擠出壓力擠出壓力不足會造成制品表面粗糙、強(qiáng)度低，擠出壓力過高對泡孔的生長不利。調(diào)節(jié)機(jī)頭壓力，可以通過調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)頭溫度和口模形狀來實現(xiàn)。3.35 成型設(shè)備單螺桿擠出機(jī)：主要靠摩擦運送物料，混煉效果差，木粉在機(jī)筒中停留時間長，易焦。結(jié)構(gòu)簡單，擠出壓力高，可以承受大扭矩，投資少，維護(hù)費用低，目前仍占有一定的木塑設(shè)備市場。錐形螺桿擠出機(jī)：物料停留時間短、停

8、留時間分布窄、熔體溫度控制效果好。是國內(nèi)外木塑成型的主要機(jī)種。平衡螺桿擠出機(jī)：可在很高轉(zhuǎn)速下工作，脫揮性能好，添加各種混合和剪切元件后，混煉能力很強(qiáng)。目前廣泛用于木塑的混煉造粒。4 發(fā)泡木塑復(fù)合材料的獨特優(yōu)點4.1 與木材相比耐水、耐腐蝕、使用壽命長，較好的抗壓、抗彎曲等機(jī)械強(qiáng)度，形狀尺寸可調(diào)性好、尺寸穩(wěn)定性好、不怕蟲蛀4.2 與塑料相比沖擊強(qiáng)度是其23倍，韌度是其5倍，疲勞壽命是其5倍，強(qiáng)度重量比是其35倍，并具有良好的熱穩(wěn)定性較低的介電常數(shù)及良好的絕緣性能等，可回收利用，對環(huán)境友好4.3 與普通木塑復(fù)合材料相比密度低（密度可降低2o%45%），更高的抗沖擊強(qiáng)度、韌性、疲勞周期和熱穩(wěn)定性。尺

9、寸變化性更大5 發(fā)泡木塑復(fù)合材料的發(fā)展情況及發(fā)展方向作為一種發(fā)展迅速的新型木塑復(fù)合材料，微孔發(fā)泡木塑復(fù)合材料具有優(yōu)異的性價比和較好的比強(qiáng)度，且加入添加劑可賦予其更多性能，使其有極其寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域，并且可回收性、環(huán)境友好性成為該類材料的發(fā)展方向。近年來，隨著技術(shù)水平的不斷升級以及人們對其了解的逐漸深入，微孔木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。此外，充分利用計算機(jī)資源，將軟件模擬與實驗研究相結(jié)合，將先進(jìn)的計算機(jī)模擬技術(shù)引入到發(fā)泡木塑復(fù)合材料的配方設(shè)計中，也是賦予其更卓越性能的重要方法。當(dāng)然改善木纖維與塑料基體的界面相容性，如何更降低成本、節(jié)約能源，完善加工設(shè)備使之能工業(yè)化生產(chǎn)等，也是要進(jìn)一步進(jìn)行的研究。相信發(fā)泡木塑復(fù)合材料會以其巨大的優(yōu)勢占據(jù)材料市場的一席之地。參考文獻(xiàn)：1康智勇，劉萬蟬，項愛民，等；木塑復(fù)合材料的研究與應(yīng)用j； 廣東塑料，2004，（124）；17-222苑會林，李軍，馬沛嵐；表面處理對木粉增強(qiáng)pvc發(fā)泡復(fù)合板材性能的影響j；工程塑料應(yīng)用，2003，31（8）；22-253吳正元，斯慶，張燕媛；塑木工業(yè)發(fā)展新動向j；塑料制造，