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塑木复合材料的耐老化研究进展
来源: 作者: 发布日期:2019-08-16 阅读次数:64 评论数:0 收藏 打印 
随着塑木复合材料的使用越来越多,人们也越来越关注塑木复合材料的老化性能。国外发达国家对在实际应用中塑木复合材料暴露出的老化问题十分重视,在此方面的研究起步较早,正在逐步形成有效的标准体系。



塑木复合材料中木质组分与塑料的复合由于某些因素并不是十分完善,由于构成塑木复合材料的主要成分之间存在较大的表面性能差异,以及加工工艺、材料基本成分与比例等因素的影响会造成塑木复合材料界面的性能不稳定,因此塑木复合材料在使用过程中受使用环境的影响,如光线(尤其是紫外线)、空气、温度、水分、微生物等因素影响而导致老化。为了广泛应用塑木复合材料,学者们研究总结了塑木复合材料在使用过程中的老化影响因素、老化现象、老化规律、老化机理以及使用寿命,以便寻找提高塑木复合材料耐老化性能的方法。



影响木塑复合材料老化的自身因素:
成分种类
塑木复合材料的塑料基不同,耐老化性能也不相同。通过对聚乙烯(PE)基和聚丙烯(PP)基塑木复合材料这两种不同的塑料基在人工加速老化条件下的性能变化进行了研究。分析研究数据可以看到聚丙烯(PP)基复合材料比聚乙烯(PE)基复合材料更易褪色。塑木复合材料的木质填料不同,耐老化性能也不同。实验表明,以木粉填充的高度聚乙烯塑木复合材料的性能要优于竹粉填充的高密度聚乙烯塑木复合材料的性能。

木粉尺寸
研究表明,木粉尺寸(直径大小)也是影响塑木复合材料耐老化性能的主要原因之一,对紫外线老化条件下不同粒径木纤维增强的高密度聚乙烯基复合材料的老化性能进行了研究。
结果表明,含较大粒径木纤维的 塑木 与含较小粒径木纤维的 塑木 相比具有较好的弯曲性能,但冲击强度较差。

木粉添加量
紫外线加速老化条件下不同木粉填充量复合材料的质量损失、力学性能以及颜色变化。结果表明木粉填充量低的 塑木 力学性能保持更好,质量损失小;而木粉填充量高的塑木表面色差变化大,质量损失也大。

木粉改性预处理
木粉的改性预处理对塑木复合材料的老化性能有一定的影响。研究证明了与未处理的塑木复合材料相比,处理过的塑木复合材料的拉伸强度和冲击韧性下降幅度小。

添加剂
添加剂有界面改性剂(提高界面强度)、着色剂(改善 塑木 某些性能)、光稳定剂与 UV 吸收剂(减少光对 塑木 影响)、抗氧剂(减少氧气对 塑木 的影响)、抗菌剂(改善 塑木 耐真菌腐蚀性) 等。
当前对塑木复合材料的研究越来越深入,塑木复合材料的产业化,从配方设计、加工设备再到成品的性能改善已成为研究者关注的重点。我国在塑木方面的研究虽然取得了一定进展,但仍有许多不足。
(1)在理论方面,目前还没有一个涵盖各方面的完善研究体系,对实际应用缺乏指导作用,没有全面、完整、科学的标准来对 塑木 在各种情况下的耐老化性进行检测与评估。
(2)在 塑木 老化机理的解释方面,国内研究者涉及不多。
(3)大部分研究者在老化试验中都侧重于观察塑木复合材料的力学性能以及表观性能的变化等宏观方面,而对于微观结构的变化则关注不够。
(4)目前对于塑木复合材料老化的实验大多比较单一,多因素综合性的实验较少,且缺乏系统性,难以为新的实验提供参考和比较。
(5)对于预测 塑木 行为以及寿命相关的探讨还比较缺乏。

未来发展方向
(1) 建立一个完善的研究体系和一套全面的塑木 老化方面的试验标准与评价标准,以避免因实验不规范而导致所得数据无效。
(2)建立大型的塑木复合材料老化数据库,便于查阅和对比,也能避免大量重复试验,建立大型试验中心以便于进行更精密的实验。
(3)加强对影响塑木复合材料老化性因素的研究,对影响界面相容性的各因素进行综合系统分析,从微观角度上深入系统地研究塑木复合材料的老化机理。
(4)建立权威的与 塑木 老化相关的的数学模型,以有效准确地对 塑木 的寿命进行预测。
(5)优化 塑木 的成分配比,改善加工工艺,开发塑木 加工设备,提高 塑木 的综合性能,研究开发具有特定功能型的塑木复合材料。

摘编自:《塑木复合材料耐老化性能的研究进展》(史天宏等)
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