塑木復合材料主要使用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)作為基體。與PVC比較,低極性的與木粉的相容性更差,界面增容更為重要;但PP的熔體粘度不大且隨溫度變化的敏感性不高,較PVC基塑木復合材料更易加工;與PE比較,PP密度低,有較高的表面硬度和耐磨性。因此,PP基塑木復合材料可應用于性能要求較高的領域。目前PP基塑木復合材料在國內外得到越來越多的研究。研究的重點主要集中在如何提高PP與木質纖維的界面相容性、復合材料的機械性能以及如何采用更有效的加工工藝及設備等方面。提高與木質材料界面相互作用是提高復合材料性能的關鍵技術問題。塑木復合材料界面增容的途徑主要有使用增容劑、木質材料或表面改性。
PP基塑木復合材料的性能
塑木復合材料的性能主要影響因素有木質材料的種類、加入量、粒度,木質材料的表面改性等;目前塑木復合材料的性能研究主要圍繞在拉伸強度、抗彎強度、抗沖擊強度、耐候性及阻燃性能等方面,PP基塑木復合材料抗沖擊性能差,提高抗沖擊性能為研究重點之一。
木質材料對物理機械性能的影響
木質材料作為填充料,對工業化生產顯然是填充得越多越好。但是由于樹脂與植物纖維之間的相容性問題,木質材料的填充量必然存在一個最優值,木質材料的尺寸對復合材料的性能也有很大影響。
抗沖改性劑對性能的影響
PP的結晶度高,變形而吸收能量的能力很差,表現為脆性,在低溫下更是如此,所以對PP基塑木復合材料進行增韌改性很有必要。用于PP塑木復合材料增韌的改性劑有三元乙丙橡膠(EPDM)、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SB)S等。即基塑木復合材料在建筑等行業的應用正在飛速增長,其他性能如耐候性、阻燃性等亦是衡量其應用的重要參數。
木質纖維表面的非極性化改性處理
通過物理或化學的方法對木質纖維進行改性,使其表面“非極性化”,可使木質纖維與塑料間的極性差降低,相容性提高。物理方法有低溫等離子體處理、熱處理等方法,但影響因素頗多,操作要求更高,商業化生產難度較大。
為了擴大PP基塑木復合材料的應用領域,迫切需要提高復合材料的結構化和功能化,使產品由低附加值向高附接值(如室內裝飾材料)發展。塑木復合材料結構化、功能化和高檔化的關鍵是加強木粉和塑料間相互作用的研究;綜合運用現代研究手段對纖維樹脂間的復合規律如相間化學鍵、相間組織形態、界面酸堿反應和表面潤濕等現象進行系統研究,可以使木粉填充即的共混復合理論早日建立和完善。另外,由于使用較大量的助劑來提高加工性能和產品的耐久性,配方變得越來越復雜了,對避免助劑之間副作用的研究具有重大意義。總之,PP基塑木復合材料是一種前景看好的環保型材料,它的加工技術將會日趨成熟和多樣化。
