高密度聚乙烯-楊木粉復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、木塑復合材料(WPCs)因其具有生物可降解、可回收利用、低制造成本，以及相對較高的力學性能等優(yōu)勢，不管在商業(yè)應用還是在科學研究領(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HDPE/PWF復合材料性能的影響。在低填充量時，

2、復合材料的彎曲強度隨著楊木粉含量的增加逐漸上升，當木粉填充量超過40％左右時，復合材料材料的彎曲強度開始呈現(xiàn)下降趨勢。楊木粉和塑料基體的不相容導致復合材料的拉伸強度、沖擊強度和斷裂伸長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，進而對木塑復合材料的力學性能起到一定的增強作用。然而，當小分子硅烷偶聯(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)在單獨使用時，對HDPE/PWF復合材料性能的增強效果并不明顯。
　　其次，為了進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，提高改性劑的增容效率。通過對復合材料拉伸斷面的掃面電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，當γ-APS和HDPE-g-GMA在配合使用時，木粉和塑料基體界面處具有更強的界面

4、粘結(jié)力，并且XPS結(jié)果顯示當γ-APS和HDPE-g-GMA在配合使用時，更多的聚烯烴分子鏈通過形成化學鍵的形式接枝到楊木粉表面，表現(xiàn)出對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復合材料呈現(xiàn)出更好的力學性能。
　　最后，為了改善高剛性楊木粉的引入入使木塑復合材料沖擊強度迅速下降的問題，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HDPE/PWF復

5、合材料的力學性能表現(xiàn)出協(xié)同增強作用，尤其是材料的缺口和非缺口沖擊強度分別提升至未添加改性時的135％和350％。掃描電鏡(SEM)和流變測試表明，當γ-APS和POE-g-GMA在配合使用時，復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)同作用主要歸功于這兩種改性劑對楊木粉表面的協(xié)同改性作用。在當γ-APS和POE-g-GMA在配合使用時，更多的POE分