木塑復(fù)合材料熱解動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料是利用木屑和廢舊熱塑性塑料為主要原料，經(jīng)高溫混煉、再經(jīng)成型加工而制得的一種新型復(fù)合材料，是當(dāng)代工業(yè)基礎(chǔ)材料廢物利用的最佳科研成果在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，主要產(chǎn)品是回廊板、樓梯、護(hù)欄以及少量民用消費(fèi)品。木材與各種基質(zhì)的高聚體復(fù)合后得到的復(fù)雜體系與普通材料一樣容易燃燒，且放熱量大、發(fā)煙量大，從而大大限制了木塑復(fù)合材料的應(yīng)用。故研究木塑復(fù)合材料的降解機(jī)理及影響因素不僅有利于該材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，而且也利于今后對(duì)材料

2、的循環(huán)再利用以及對(duì)可降解材料的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，這不僅具有理論意義，更具實(shí)際價(jià)值。利用熱分析技術(shù)研究復(fù)合材料的熱分解特性與材料的燃耗密切相關(guān)，在阻燃研究中常用來判斷材料的熱穩(wěn)定性，推測(cè)阻燃機(jī)理，使復(fù)合材料得到更廣泛的應(yīng)用。
　　 本文首先以PVC 為基質(zhì)合成木塑復(fù)合材料，利用TG，DTA，DTG 等方法分析PVC及其復(fù)合材料、阻燃復(fù)合材料在不同氣氛、不同升溫速率下的熱分解特性，并通過單一升溫速率法、分布活化能模型等熱分析動(dòng)力學(xué)研究方法

3、，計(jì)算材料的活化能，通過活化能變化規(guī)律研究其降解機(jī)理及加入的阻燃體系對(duì)降解機(jī)理的影響，對(duì)材料的熱解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了探討，研究其阻燃機(jī)理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料中由于PVC 熱解產(chǎn)生的氯自由基使木粉中的纖維素和半纖維素氯化，Ea 比木粉與PVC的總活化能要少。阻燃劑ZnSnO3的加入使得復(fù)合材料兩個(gè)階段的活化能降低很大。
　　 第二部分，以LDPE 為基質(zhì)合成木塑復(fù)合材料，并選擇綠色環(huán)保的無機(jī)阻燃體系添加到復(fù)合材料中制備阻燃復(fù)合材料，在研究

4、其TG 曲線的基礎(chǔ)上，對(duì)比質(zhì)子流強(qiáng)度隨溫度變化曲線，根據(jù)其熱解產(chǎn)物推導(dǎo)熱解過程，通過不同的動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算活化能隨失重率變化規(guī)律，研究復(fù)合材料的熱解機(jī)理及阻燃劑對(duì)復(fù)合材料熱解過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，木粉在熱解過程中木纖維的炭化在LDPE的熱解過程中有成炭劑的作用。加入金屬氫氧化合物類阻燃劑后，由于阻燃劑的熱解反應(yīng)及成炭作用使復(fù)合材料熱解活化能降低。
　　 第三部分，以EVA 為基質(zhì)合成木塑復(fù)合材料，并添加對(duì)高聚體阻燃效果明顯的膨脹阻