APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明:当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m^(2),氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。

木塑空心柱轴压力学性能试验与有限元分析

为探究木塑复合材料用作低密度装配式建筑承重柱的可行性,通过材性测试和轴压试验评估共挤出木塑空心柱的轴压力学性能,并利用ABAQUS有限元分析软件模拟探究木塑空心柱壁厚、长细比和内置薄壁圆钢管壁厚对其极限承载力、变形能力和破坏模式的影响。模拟分析结果与试验测试数据高度一致,验证了模拟方法的有效性。试验研究表明,木塑空心柱主要通过局部压溃破坏,并表现出明显的弹塑性阶段。有限元分析结果表明,增加壁厚能提高木塑空心柱的初始刚度和极限承载力,其中8 mm厚度在成本、重量及承载能力方面具有最佳性价比。随着长细比的增加,木塑空心柱的承载力和刚度逐渐降低,破坏模式也从强度破坏转向失稳破坏。内置3 mm薄壁钢管显著增强了木塑空心柱的承载力和延性,其力学性能能够满足建筑对抗压承重构件的要求。

加工因素对HDPE基木塑复合材料静曲强度的影响

为了研究木塑复合材料加工因素对复合材料力学性能的影响,采用正交实验法以静曲强度为评价标准,利用极差分析和方差分析法分析了螺杆转速、造粒温度、偶联剂质量分数和木粉含量等加工因素对力学指标静曲强度影响的顺序及各因素的最佳水平,确定了木塑复合材料静曲强度的各加工因素的最佳参数组合;系统地分析了各加工参数对木塑复合材料力学性能指标静曲强度的影响。结果表明,影响木塑复合材料静曲强度的主要加工因素由大到小依次为偶联剂质量分数>木粉含量>转速>造粒温度;得到最佳静曲强度的加工因素参数组合为转速150 r/min、造粒温度145℃、偶联剂质量分数为5%、木粉含量为60%;木粉含量及偶联剂质量分数对材料的静曲强度具有显著性影响,转速和造粒温度对材料静曲强度影响的显著性较低,其中,随着偶联剂含量的增加,静曲强度呈明显上升的趋势;当木粉含量从30%增大至70%时,材料的静曲强度呈先增加后减小的趋势。

木塑复合材料在家具中的应用

木塑材料作为一种复合型材质具有较强的可塑性、较小的污染性,相较于塑料及实木材质优势明显,在家具制造领域的实用性逐渐增强。本文主要分析了木塑复合材料在家具中应用的原则与优势、设计方法以及应用实例,为木塑材料家具产品开发提供更多的思路与建议。

烟秆粉和咖啡壳粉对木塑复合材料性能的影响

为探讨烟秆粉和咖啡壳粉代替桉木粉生产木塑复合材料的可行性,采用范式法分析比较烟秆粉、咖啡壳粉和桉木粉的化学成分,以烟秆粉、咖啡壳粉及桉木粉为增强相与高密度聚乙烯(HDPE)熔融共混,采用两步挤出成型法制备了不同木质纤维原料及配比的木塑复合材料。通过测试不同木塑复合材料的物理力学性能、动态热力学性能(DMA)、氧化诱导时间(OIT)和氧化诱导温度(OIT^(*)),观察不同木塑复合材料的微观形貌和官能团,分析不同木质纤维原料及配比对木塑复合材料性能的影响。结果表明:综纤维素含量由高到低依次为桉木粉、烟秆粉、咖啡壳粉,木质素含量由低到高依次为桉木粉、烟秆粉、咖啡壳粉;桉木粉/HDPE复合材料(TS0)的综合性能优于烟秆粉/HDPE复合材料(TS100)和咖啡壳粉/HDPE复合材料(CS100)。在混合纤维原料木塑复合材料中,随着桉木粉用量的减少,木塑复合材料的集中载荷、弹性模量、静曲强度和冲击强度先增加后降低,OIT和OIT^(*)降低,20%烟秆粉80%桉木粉/HDPE复合材料(TS20)的综合性能最佳,其集中载荷和冲击强度比TS100分别提高27.5%和22.5%,OIT和OIT^(*)分别增加9.9 min和10.7℃。

矿物钢塑复合材料与木塑复合材料性能对比研究

对矿物钢塑复合材料板材与传统木塑复合材料进行系统表征,并对外观及微观结构、无机组成成分、热性能和力学性能等进行了对比分析研究。扫描电镜(SEM)结果表明,矿物钢塑复合材料板材的形状规则、无翘曲变形,样品断面较为密实,而木塑板材液氮脆断面存在界面剥离,易发生变形翘曲。红外光谱(FTIR)结果表明,三种板材的基体材料均为聚氯乙烯(PVC)树脂,其特征峰与PVC红外光谱类似。热重分析(TG和DTG)表明,木塑复合材料的热失重速率和质量损失率大于其余两种矿物钢塑,矿物钢塑的热稳定性较木塑复合材料得到了较大提升。随着铸造灰和钢渣的加入,复合材料的弯曲强度和模量均得到了提高,且经铸造灰填充的矿物钢塑力学性能为三者中最高,其弯曲强度和弯曲模量分别为33.0 MPa和4.72 GPa。矿物钢塑复合材料具有优异的热性能、力学性能,作为一种新型绿色环保材料,为我国大宗工业固废的高附加值回收提供一种新的解决方案。

环保型复配阻燃剂在木塑复合材料中的应用进展

木塑复合材料(WPC)兼具木材的生态性和塑料的可加工性,是一类生态环保材料。基于当前WPC易燃且燃烧后产生有害气体,从而造成了对人体健康的危害和对环境的污染等问题,围绕进一步提升WPC的阻燃效率和满足环保条件进行了讨论,着重介绍了WPC的燃烧特性,综述了碳系、金属系、矿质系、磷系、硼系环保型阻燃剂与其他元素阻燃剂进行复配协同提升WPC阻燃抑烟的研究进展,对比单一阻燃剂,环保型复配阻燃剂在阻燃和环保方面具有优越性。同时,还对环保型WPC阻燃剂的未来发展趋势提出了展望和建议。

高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备及力学性能

以油茶果壳和不同塑料即聚丙烯、高密度聚乙烯(PE-HD)、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯为原料,采用模压成型的方法制备了高填充油茶果壳基木塑复合材料,利用电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机测试其力学性能。通过单因素试验分析塑料种类对复合材料力学性能的影响,确定较优塑料种类后进一步优化制备参数。以壳粉含量、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)含量、热压温度、热压时间为设计因素,以弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度、冲击强度为力学性能优化目标,设计L_(9)(3^(4))正交试验,研究了高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备工艺,利用极差分析和方差分析得到了较优配方和工艺参数组合。研究表明:当添加塑料为PE-HD时,复合材料的弯曲强度最大为34.40 MPa,拉伸强度最大为18.20 MPa,力学性能较优;壳粉含量为65%时,添加7%MAPE的复合材料强度较好,弯曲强度最大为33.66 MPa;优化制备参数组合为壳粉含量55%,MAPE含量5%,热压温度160℃,热压时间10 min。

木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究

【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。

功能性木塑复合材料的研究进展

木塑复合材料(WPC)是一种新型复合材料,当前还存在颜色稳定性差、耐老化性能较弱等问题。本文介绍了生产WPC的主要原料和阻燃抑烟、耐候、抗菌、高强度4种主要功能性WPC的研究进展。通过添加助剂的方式增强WPC性能,寻找出具有更高强度、多功能的WPC,提高其综合性能是未来的发展趋势;此外,还应进一步寻找绿色助剂,研究不同助剂用于WPC的协同作用机理、耐候性WPC老化机制。

基于装配式木塑板材的商业展示空间模块设计研究

现今商业展示空间更新周期短、材料回收率低,而重新设计又会增加不必要的成本。本文采用模块化设计方法对商业展示空间的传统规划手法进行改进,利用固定模块、活动模块和灵活模块的组合打造不同面积、不同风格的商业展示空间,并具有统一性和唯一性。此外,在展示空间中应用装配式木塑板材,以缩短施工周期,提高材料的利用率,实现空间的快速设计和建立,进而促进商业展示空间的可持续发展。

小型装配式木塑建筑墙体稳态热工性能研究

采用正交试验的方法开展小型装配式木塑建筑墙体稳态热工性能研究,探究墙体单元连接形式、保温材料铺设形式和内外覆面板厚度对墙体传热系数和热阻的影响。结果表明:当外层木塑共挤板厚度为10 mm,内层定向刨花板厚度为11 mm,中间层整铺XPS保温板,并通过木方墙骨柱形式连接墙体单元时,整面墙体的传热系数为0.67 W/(m^(2)·K),热阻为1.49(m^(2)·K/W),可减少通过墙体的热对流,提升建筑的保温隔热性能,节约建筑能耗,适用于需要快速自主搭建,且对热环境舒适度有一定要求的临时建筑。

基于成型工艺特点的木塑家具设计现状与展望

木塑复合材料(wood plastic composites,WPCs)的物理力学性能和加工性能优异,能防水耐腐、防虫蛀,是制造家具的理想材料,在家具产品设计和制造领域已有应用,但潜力尚未得到充分开发。阐述木塑复合材料的挤出成型、注射成型、热压成型、模压成型和增材制造技术的成型原理及制品性能特点,分析利用不同成型技术生产的木塑家具造型、结构设计现状,并针对木塑家具设计开发提出参数化技术深化造型、模块化思维拆分结构、数值模拟技术验证方案与工艺可行性的建议。

低碳经济推动木塑复合材料快速发展

低碳经济是发展趋势,木塑复合材料作为一种环保、可持续的材料,加大对其研究力度,能够促进资源可持续利用,推动低碳经济高质量发展。木塑复合材料由木材纤维和塑料组合而成,基于所用塑料成分差异可分为多个类别,以满足不同领域对材料性能的需求。得益于木塑复合材料的优异性能,其可被应用于建筑、汽车工业和包装行业等多个领域,为各行业提供可持续发展的解决方案。随着低碳经济的发展,木塑复合材料将迎来更加广阔的发展空间,为环境保护和可持续发展做出积极贡献。

建筑施工中木塑复合材料(WPC)的实际应用

建筑工程的材料需求量大,为解决传统木材存在的资源消耗多、危害环境等问题,提出木塑复合材料(WPC)应用策略,在了解此类材料适用范围和技术要求的基础上,进行性能测试,从拉伸性能、弯曲性能、冲击性能多个方面评价木塑复合材料(WPC)的物理力学性能,肯定了材料的性能优势,进而研究木塑复合材料(WPC)在建筑工程室内外装饰中的应用要点,该文根据材料应用现状提出改进措施,旨在提升木塑复合材料(WPC)在建筑工程中的应用水平,达到提高建筑质量、保护环境等效果。

木塑复合材料在建筑装饰装修工程中的应用

文章以复合材料在建筑装饰装修领域中的应用作为论述核心,并以目前比较有代表性的木塑复合材料为例,论述了其性能特点、影响因素及制备要点,在此基础上着重探讨了木塑复合材料在建筑装饰装修工程中的应用,希望能为相关领域工作者提供一定参考。

DOPO衍生物/八氨丙基POSS阻燃木塑复合材料的研究

先合成OA-POSS与DPA,然后将其引入到WF/PP木塑复合材料中,通过热压成型方法制备阻燃WF/PP木塑复合材料,进行热失重分析及阻燃性能、力学性能测试,探究了阻燃木塑复合材料的热稳定性能、燃烧性能和力学性能。结果表明:DOPO、DPA和OA-POSS的加入一定程度上提高了复合材料的初始热分解温度,降低了热分解速率,明显提高材料的热解残余物质量。DOPO,DPA和OA-POSS的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,复合材料的残炭量明显增加,最高增加228.05%。DOPO的加入使材料力学性能下降,而DPA和OA-POSS的加入一定程度上增强了复合材料的力学性能。

木塑复合材料在建筑中的应用

木塑复合材料(WPC)主要用于户外地板、护栏、木屋、建筑模板、以及室内装饰板。随着我国木塑复合材料(WPC)的发展,一些WPC产品向着轻质高强、高耐久性和高阻燃性能等方向发展,同时也将木塑板材应用于装配式建筑中。主要介绍木塑复合材料作为建筑墙体的外装饰板、墙体内装饰板、木塑复合墙板等板材的性能及应用技术。

低碳经济背景下木塑复合材料在建筑领域的应用

木塑复合材料在建筑墙板、地板、门窗、吊顶、装饰工程中均具有重要的应用价值,能够推动低碳建筑的发展。低碳经济背景下木塑复合材料在建筑领域具有广阔的发展前景,相关主体需要加大对性能优异的木塑复合材料的研发力度,为低碳建筑发展提供基础保障与支撑。

聚烯烃木塑复合材料研究进展

木塑复合材料作为一种新型的材料,由于具有易加工、强度高、可生物降解等特点,在建筑、汽车和家居装饰等领域得到广泛的应用。而其中的聚烯烃木塑复合材料将天然的植物纤维和聚烯烃材料复合,得到的聚烯烃木塑复合材料拥有两者的优势,能够取代木材和塑料,未来能够得到很好的应用。就聚烯烃木塑复合材料的优势和问题,综述了聚烯烃木塑复合材料的有关研究现状、界面作用机理以及各种界面改性的方法。