木塑复合材料界面相容性及加工工艺研究进展
刘玉桂
1
,任元林
1
,
2
,董二莹
1
,金银山
1
(1. 天津工业大学 纺织学院,天津 300387;2.天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300160)
摘 要:针对由木质纤维材料与塑料复合而成的新型材料—木塑复合材料(WPC),对其木纤维与塑料相容性及加工
工艺的研究状况进行了综述,重点介绍了基体改性、增 强 体 改 性、偶联剂的使用等界面结合方法和传统工艺
改善以及加筋增强、微孔发泡等新兴工艺对 WPC 机械性能的影响,分析了目前存在的问题,提出了注重理
论与实际的联系、提高自主创新性等合理化建议。
关键词:木塑复合材料;机械性能;界面相容性;加工工艺
中图分类号:TS102.2;TB332 文献标志码:A 文章编号:1671-024X(2011)06-0015-05
ResearchprogressofinterfacecompatibilityandprocessingofWPC
LIUYu-gui
1
,RENYuan-lin
1,2
,DONGEr-ying
1
,JINYin-shan
1
(1.SchoolofTextiles,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China;2.KeyLaboratoryofAdvancedTextile
CompositeofMinistryofEducation,Tianjin300160,China)
Abstract:Aimingatwood-plasticcomposite(WPC),whichisakindofnovelmaterialmadefromwoodfiberandplastics,
theinfluenceofinterfacecompatibilityandtheprocessingonthemechanicalpropertyofWPCarereviewed.
Moreover,theemphasesaretheenhancementofinterfacecombinationwhichincludesthemodificationofmatrix,
themodificationofreinforcement,theadditionofcouplingagentandsoon,theimprovementofthetraditional
process,andsomeburgeoningtechnologiessuchasreinforcementwithfillet,microcellular,etc.Thepresent
problemsareanalyzed,andsomereasonableadvicesareproposedsuchasthecontactoftheorywithpractical
andinnovation.
Keywords:wood-plasticcomposites;mechanicalproperty;interfacecompatibility;processing
收稿日期:2011-05-03 基金项目:天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目(10JCZDJC22200)
第一作者:刘玉桂(1985—),男,硕士研究生.
通信作者:任元林(1971—),男,博士,副教授,硕士生导师.E-mail:yuanlinr@163.com
第 30 卷第6期
2011 年 12 月
天津工业大学学报
JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUNIVERSITY
Vol.30 No.6
December 2011
随着石油资源的日益枯竭、白色污染的不断加重
和节能减排政策的大力推广,塑料行业面临着前所未
有的挑战;同时,作为可再生资源的木材也因为森林
面积的不断减少而急需提高利用率、寻找新的替代
品,因 此 木塑复合材料( WPC)应运而生. 它是一类由
木质纤维材料与塑料复合而成的新型材料,综合了木
质纤维与塑料的双重优势,具有力学性能好、抗冲击
强度高、耐水耐潮、耐磨、耐化学腐蚀、尺寸稳定性好
等优点,而且其制造工艺既可以采用一次成型,也可
以采用锯、刨、旋切、磨削等后续加工
[1-4]
. 因此,研究和
探讨影响 WPC 性能的因素对于进一步拓展其应用范
围具有重要的意义. 影响木塑复合材料性能的因素有
很多,如木纤维的长度、含水率、木纤维的不同来源、
塑料的不同种类、原料的配比等. 然而,由于原料的性
能差异及复杂性,界面问题和加工工艺是影响木塑复
合材料力学性能和应用范围的重要因素,也成为了近
几年国内外学者的研究热点
[5]
. 本文综述了当前 WPC
界面改性的研究进展和加筋、发泡等新工艺,总 结 了
应 用 发 展 中 所 遇 到 的 问题,并有针对性地提出了一些
建议.
1 界面结合对材料机械性能的影响
对于木塑复合材料来说,由于木质材料的各向异
性使得材料界面的形成和作用机理很复杂,相关的物
理化学因素都会影响界面的形成、结构及其稳定性,
进而影响材料的力学性能
[6-7]
. 早在 1998 年,天津轻工
业学院陈玉放等
[8]
对植物纤维热塑性复合体系的界面