塑木复合材料主要使用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)作为基体。与PVC比较,低极性的与木粉的相容性更差,界面增容更为重要;但PP的熔体粘度不大且随温度变化的敏感性不高,较PVC基塑木复合材料更易加工;与PE比较,PP密度低,有较高的表面硬度和耐磨性。因此,PP基塑木复合材料可应用于性能要求较高的领域。目前PP基塑木复合材料在国内外得到越来越多的研究。研究的重点主要集中在如何提高PP与木质纤维的界面相容性、复合材料的机械性能以及如何采用更有效的加工工艺及设备等方面。提高与木质材料界面相互作用是提高复合材料性能的关键技术问题。塑木复合材料界面增容的途径主要有使用增容剂、木质材料或表面改性。
PP基塑木复合材料的性能
塑木复合材料的性能主要影响因素有木质材料的种类、加入量、粒度,木质材料的表面改性等;目前塑木复合材料的性能研究主要围绕在拉伸强度、抗弯强度、抗冲击强度、耐候性及阻燃性能等方面,PP基塑木复合材料抗冲击性能差,提高抗冲击性能为研究重点之一。
木质材料对物理机械性能的影响
木质材料作为填充料,对工业化生产显然是填充得越多越好。但是由于树脂与植物纤维之间的相容性问题,木质材料的填充量必然存在一个最优值,木质材料的尺寸对复合材料的性能也有很大影响。
抗冲改性剂对性能的影响
PP的结晶度高,变形而吸收能量的能力很差,表现为脆性,在低温下更是如此,所以对PP基塑木复合材料进行增韧改性很有必要。用于PP塑木复合材料增韧的改性剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SB)S等。即基塑木复合材料在建筑等行业的应用正在飞速增长,其他性能如耐候性、阻燃性等亦是衡量其应用的重要参数。
木质纤维表面的非极性化改性处理
通过物理或化学的方法对木质纤维进行改性,使其表面“非极性化”,可使木质纤维与塑料间的极性差降低,相容性提高。物理方法有低温等离子体处理、热处理等方法,但影响因素颇多,操作要求更高,商业化生产难度较大。
为了扩大PP基塑木复合材料的应用领域,迫切需要提高复合材料的结构化和功能化,使产品由低附加值向高附接值(如室内装饰材料)发展。塑木复合材料结构化、功能化和高档化的关键是加强木粉和塑料间相互作用的研究;综合运用现代研究手段对纤维树脂间的复合规律如相间化学键、相间组织形态、界面酸碱反应和表面润湿等现象进行系统研究,可以使木粉填充即的共混复合理论早日建立和完善。另外,由于使用较大量的助剂来提高加工性能和产品的耐久性,配方变得越来越复杂了,对避免助剂之间副作用的研究具有重大意义。总之,PP基塑木复合材料是一种前景看好的环保型材料,它的加工技术将会日趋成熟和多样化。
