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发泡塑木复合材料的功能化趋势
来源: 作者: 发布日期:2020-01-17 阅读次数:54 评论数:0 收藏 打印 
发泡塑木复合材料的功能化趋势

发泡塑木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,进而成型过程中在复合材料内部引入泡孔而制成,发泡剂在塑木共混物相体系中形成的气体相可通过溶解气体的分离、挥发性气体的汽化或化学反应产生气体的释放等途径实现。发泡塑木复合材料内部良好的泡孔结构有助于钝化普通塑木中的裂纹尖端,阻止裂纹扩展,因而可以克服普通塑木复合材料脆性较大、抗冲击强度较小和材料伸长率较低的缺点。另外,由于发泡塑木复合材料中含有大量泡孔,材料内部空隙较大,制备时所用树脂量大大削减,相对节约了原料成本,也有效降低了材料的密度(约为未发泡塑木复合材料的50% ,可达0.6—1.0g/cm3 ),材料的隔音、隔热和缓冲效果也随之提高。此外,因发泡材料自重较轻,便于运输、施工和安装,有望成为物流包装等行业所用木材及塑料的替代品。


发泡塑木复合材料还是一种环保材料,原料来源广(回收的二次纤维和废旧塑料均可),制造成本低廉,其本身还可多次回收再利用,减少了塑料的使用量,降低了环境污染,也有益于保护森林资源。尽管目前国内一些包装材料制造商及研究单位在努力研发发泡型纯植物纤维缓冲包装材料,但相比较而言,发泡塑木复合材料因集合了木材与塑料两者之长,因而仍在性能上更具优势,如强度更高、耐水性能更好、价格更低廉、应用范围更广。这几年塑木微发泡技术也有较大的发展,尤其是生产PVC基的生产企业,为适应产品性能要求,开发新型加工工艺,引入发泡工艺技术,降低材料成本,扩展WPC的使用范围。发泡塑木复合材料可以用作汽车工业要求的质量轻而强度高的部件、运动器械、包装、建筑行业的保温与隔热材料等,在应用领域中大放异彩。 

近年来,发泡木塑复合材料成为木基材料和高分子材料领域研究的热点,国内外学者做了大量的研究,并取得丰硕的成果。总体上,目前的研究主要从“发泡机理”、“界面改性”“塑料种类”、“增强纤维”和“成型工艺”等方向分析发泡木塑复合材料“材料组成”、“成型工 艺”和“结构性能”三者 之间的关系,从而提高发泡木塑复合材料的产品性能。

目前,发泡塑木复合材料的研究在国内外都取得了重大进展,并获得了一系列重要的研究成果,推动塑木复合材料产业的持续发展。发泡塑木复合材料具有低成本、轻质高强、保温吸音等优点,市场需求和应用领域将越来越大,但现有的产品难以满足需求,因此需要在产品设计和工艺实现上进行深入研究,从而实现发泡塑木复合材料的产业化。今后的研究趋势将集中于以下几个方面。

新型发泡技术的开发

克服塑木复合材料固有的缺陷,提高材料性能,但目前制备的发泡材料泡孔结构并不理想。超临界流体注塑成型等新型发泡工艺将是未来研究的重点。

改善塑木复合材料界面相容性对塑木复合材料来说,界面相容性是制约材料应用的重要因素,而发泡塑木复合材料,泡孔的存在更是削弱了塑料与纤维之间的连接。虽然目前使用的偶联剂对改善界面相容性具有一定的作用,但这方面仍存在提升的空间。

功能性材料的研制

为了扩展发泡塑木复合材料的应用范围,开发具有隔音隔热、防腐阻燃、耐老化、抗蠕变等功能的材料是下一步的研发重点。

提高纤维含量

生物质纤维作为一种可再生的资源,与塑料相比更加节能环保、价格更低,增加发泡塑木复合材料中纤维成分不但可以降低成本,还可以加快材料的降解速度。但增大纤维用量必定使发泡更加困难,材料的一些性能也会降低。因此,纤维含量的提高将会是未来研究的方向。

随着资源的日益匮乏,人们对塑木复合材料的需求必将日益提高,这也对塑木复合材料的制备技术提出了更高的要求,未来的发泡塑木复合材料也将会朝着产品功能化、多样化的方向发展

责任编辑:陈波

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