高密度聚乙烯-楊木粉復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料(WPCs)因其具有生物可降解、可回收利用、低制造成本，以及相對(duì)較高的力學(xué)性能等優(yōu)勢(shì)，不管在商業(yè)應(yīng)用還是在科學(xué)研究領(lǐng)域都受到越來越多的關(guān)注。本文以高密度聚乙烯(HDPE)為樹脂基體，楊木粉(PWF)為填充組分、配合改性劑和抗氧劑等其它助劑，通過熔融混合、注塑成型的方式制備高密度聚乙烯/楊木粉（HDPE/PWF）復(fù)合材料。
　　首先研究了楊木粉填料以及各種不同助劑的含量對(duì)HDPE/PWF復(fù)合材料性能的影響。在低填充量時(shí)，

2、復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度隨著楊木粉含量的增加逐漸上升，當(dāng)木粉填充量超過40％左右時(shí)，復(fù)合材料材料的彎曲強(qiáng)度開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。楊木粉和塑料基體的不相容導(dǎo)致復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都隨著木粉填充量的增加而逐漸降低。適量界面改性的加入能夠改善木粉和塑料基體間的相容性，進(jìn)而對(duì)木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能起到一定的增強(qiáng)作用。然而，當(dāng)小分子硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)、大分子相容劑甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的高密度聚乙烯(HDP

3、E-g-GMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的乙烯辛烯共聚物(POE-g-GMA)在單獨(dú)使用時(shí)，對(duì)HDPE/PWF復(fù)合材料性能的增強(qiáng)效果并不明顯。
　　其次，為了進(jìn)一步改善楊木粉和塑料基體間的相容性，將小分子偶聯(lián)劑γ-APS和大分子相容劑HDPE-g-GMA并用，利用兩種改性劑各自的優(yōu)勢(shì)，提高改性劑的增容效率。通過對(duì)復(fù)合材料拉伸斷面的掃面電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)γ-APS和HDPE-g-GMA在配合使用時(shí)，木粉和塑料基體界面處具有更強(qiáng)的界面

4、粘結(jié)力，并且XPS結(jié)果顯示當(dāng)γ-APS和HDPE-g-GMA在配合使用時(shí)，更多的聚烯烴分子鏈通過形成化學(xué)鍵的形式接枝到楊木粉表面，表現(xiàn)出對(duì)木粉和高密度聚乙烯樹脂基體的協(xié)同增容作用，并且最終使HDPE/PWF復(fù)合材料呈現(xiàn)出更好的力學(xué)性能。
　　最后，為了改善高剛性楊木粉的引入入使木塑復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度迅速下降的問題，將γ-APS和POE-g-GMA用來作為增韌劑和增容劑。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，γ-APS和POE-g-GMA對(duì)HDPE/PWF復(fù)

5、合材料的力學(xué)性能表現(xiàn)出協(xié)同增強(qiáng)作用，尤其是材料的缺口和非缺口沖擊強(qiáng)度分別提升至未添加改性時(shí)的135％和350％。掃描電鏡(SEM)和流變測(cè)試表明，當(dāng)γ-APS和POE-g-GMA在配合使用時(shí)，復(fù)合材料有更好的界面狀態(tài)。利用XPS研究了γ-APS和POE-g-GMA間的協(xié)同作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)γ-APS和POE-g-GMA間的協(xié)同作用主要?dú)w功于這兩種改性劑對(duì)楊木粉表面的協(xié)同改性作用。在當(dāng)γ-APS和POE-g-GMA在配合使用時(shí)，更多的POE分