盡管塑木復(fù)合材料具有許多優(yōu)點, 但由于樹脂與木粉的復(fù)合, 一方面其韌性、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能相對未填充的塑料會有所降低, 另一方面相對天然木材來說, 密度是木制品的兩倍左右,不能作為理想的木材替代品, 因此其應(yīng)用領(lǐng)域受到了一些限制。向塑木復(fù)合材料的原料中加人發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡擠出, 經(jīng)發(fā)泡后的塑木復(fù)合材料存在良好的泡孔結(jié)構(gòu), 可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴(kuò)張, 從而顯著提高了材料的抗沖擊性能和韌性。制品密度接近于木材, 而機(jī)械強(qiáng)度高于木材, 這使其可作為良好的木材替代品, 而且產(chǎn)品成本降低, 從而進(jìn)一步拓寬了塑木復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。
材料配方設(shè)計是PVC塑木復(fù)合微孔發(fā)泡的關(guān)鍵步驟之一, PVC中加入木纖維其熔體粘度、剛度都有所增加, 難以獲得高的孔隙率。另一方面由木粉具有較強(qiáng)的吸水性, 且極性很強(qiáng), 而PVC樹脂為非極性的, 具有疏水性, 所以兩者之間的相容性較差, 界面的粘結(jié)力很小, 需加入適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣硖岣吣痉叟cPVC樹脂之間的界面親和能力。同時也需要加人各種助劑來改善其加工性能及其成品的使用性能。
穩(wěn)定劑
一個理想的穩(wěn)定體系應(yīng)是幾種穩(wěn)定劑的合理搭配, 塑木復(fù)合發(fā)泡材料加工工藝控制的關(guān)鍵之一就是防止混煉和成型加工過程中塑料及木粉的熱降解。木粉熱穩(wěn)定性較差, 其中的纖維素和木質(zhì)素容易分解, 有氧存在時190℃左右即發(fā)煙變色。同時由于聚氯乙烯的加工溫度和分解溫度很接近, 在加工中必須添加足量的熱穩(wěn)定劑, 以提高其降解溫度。在PVC塑木復(fù)合微孔發(fā)泡材料生產(chǎn)中采用較多的是復(fù)合鉛穩(wěn)定劑、有機(jī)錫穩(wěn)定劑、鈣鋅穩(wěn)定劑等。
增塑劑
PVC樹脂的熔融流動粘度比較高, 與木粉復(fù)合時常常需要添加增塑劑來改善其加工性能。加人增塑劑可以降低加工溫度, 增塑劑分子結(jié)構(gòu)中含有極性和非極性兩種基團(tuán), 在高溫剪切作用下, 它能進(jìn)人聚合物分子鏈中, 通過極性基團(tuán)互相吸引形成均勻穩(wěn)定體系, 而它較長的非極性分子的插人減弱了聚合物分子的相互吸引, 從而使加工容易進(jìn)行。
潤滑劑潤滑劑是PVC塑木復(fù)合發(fā)泡材料擠出的重要影響因素, 需要加人合適的潤滑劑來改善流動性和擠出制品的表面質(zhì)量, 潤滑劑又是顏料在復(fù)合材料中的良好分散劑。潤滑劑對模具、料筒、螺桿的使用壽命、制品表面的光潔度及低溫沖擊性能都有一定的影響。潤滑劑按作用分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑。
著色劑
通過合理的著色劑選用與搭配, 可以生產(chǎn)出仿黑胡桃、紅胡桃、櫻桃木等塑木復(fù)合發(fā)泡材料, 所以著色劑在塑木復(fù)合發(fā)泡材料生產(chǎn)中也有著較為廣泛的應(yīng)用, 它能使制品有木材般均勻穩(wěn)定的顏色。
發(fā)泡劑
通常說塑木復(fù)合發(fā)泡材料中的氣泡尺寸小而泡孔密度大才是理想的材料。根據(jù)使用場合和功能要求的不同, 發(fā)泡率有高有低。通常用的發(fā)泡劑有AC發(fā)泡劑、CO 2、N 2等。發(fā)泡劑用量應(yīng)控制合理, 過少發(fā)泡效果不好, 過多會導(dǎo)致材料分解變色, 不但不能通過發(fā)泡降低密度, 提高材料的抗沖擊性能和韌性, 反而會使材料變脆, 影響內(nèi)外質(zhì)量。
影響木塑復(fù)合微孔發(fā)泡制品擠出的因素很多,它涉及原料、配方、工藝等因素, 實際生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)設(shè)備工藝特性合理的控制配方及溫度、速度、壓力等工藝條件, 才能生產(chǎn)出合格的制品。
