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对塑木发泡效果影响的各种因素分析
来源: 作者: 发布日期:2018-04-09 阅读次数:174 评论数:0 收藏 打印 
发泡木塑复合材料是将塑料母粒、木粉、填料、发泡剂和各种助剂按一定比例混合,于成型过程中在复合材料内部引入泡孔而制成。

发泡木塑复合材料是将塑料母粒、木粉、填料、发泡剂和各种助剂按一定比例混合,于成型过程中在复合材料内部引入泡孔而制成。发泡木塑复合材料内部良好的泡孔结构有助于钝化普通木塑复合材料中的裂纹尖端,阻止裂纹扩展,因而可以克服普通木塑复合材料脆性较大、抗冲击强度较小、材料伸长率较低的缺点。但在塑木发泡过程中有很多因素会影响发泡效果,以下逐一分析。


基体材料的影响  木塑复合材料的基体材料包括PE、PVC、PP、PS等。据统计,目前市场上的木塑复合材料仍以PE为主,其次是PVC、PP木塑复合材料。其中,PE、PS为非极性材料,PVC为极性材料,而木粉、稻壳、麦秸等植物纤维多为非极性的。极性材料和非极性材料之间必须有一定强度的界面力才能形成比较好的粘结。有专家认为,PE 熔体的塑化温度必须略低于主发泡剂AC的分解温度,PE 树脂平均聚合度越低,熔体塑化所需要的加工温度越低。因此,选择熔体指数约为1g/10min(190 ℃,3 2. 16 kg) 的PE树脂为宜。有关研究发现,高熔体质量流动速率的PP基体树脂有助于改善泡孔的形态及其分布。

增强体(或填料)的影响   增强体(或填料)主要包括木粉、稻壳粉,麦秸、竹粉等植物纤维,还包括如玻璃纤维等一些增强材料,其添加份额对发泡的影响很大。   

对木粉/聚乙烯复合发泡技术的配方进行研究时发现:当木粉含量较少时,材料中以聚乙烯为主,木粉对发泡程度没有太大影响。因此,模头出口处膨胀大,芯部结构疏松,而由于聚乙烯本身密度比木粉大,使制品最终密度大;当木粉含量较多时,则占据材料中较大的空间,减少了发泡空间,降低了发泡程度。因此,离模膨胀较小,虽泡孔小,但制品中所含密度很低的木粉占到了相当比例,从总体上降低了制品的密度;而当木粉含量大到完全占据了发泡空间时,发泡过程不能进行,模头出料基本不膨胀,这时则纯粹是木粉与聚乙烯的填充挤出,木粉虽能起到一定的降低制品密度的作用,但远不如木粉加发泡的效果明显。   

有研究表明,木粉可作为泡孔成核剂。在一定的范围内,增加木粉的用量不但有助于提高泡孔密度,而且减小了泡孔的平均尺寸。  

在物料的挤出过程中,木粉里含少量的水分可以起到发泡剂的作用。当木粉中含水分在10%以上时,受热形成的水蒸汽不能及时排出,过多地混合于材料中,容易降低材料的粘度,破坏发泡剂所形成的均匀泡孔,使制品泡孔大小不一。此外,在模头出口处仍有大量水蒸汽逸出,会影响表面结皮,牵引易断裂。因此,应对木粉进行适当的干燥处理,以利于挤出牵引,提高材料发泡程度并降低其密度。   

各种机制木粉的长径比不同,用途也不同。长径比大于15的木粉可作为增强材料,然而价格昂贵;长径比小于2.5的木粉则不能作为增强材料。木粉的粒径必须控制在合适的范围内,以保证在复合材料中能最紧密配置,使木粉颗粒被PE等很好地湿润。同时,木纤维较长有利于提高复合物的强度,但另一方面给发泡气体提供了易散的通道,在一定程度上影响发泡效果。


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责任编辑:陈波

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