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。

木塑复合材料颜色调控研究现状及展望

随着木塑复合材料(WPCs)在市政园林、汽车和船舶制造等应用领域的快速拓展,市场对木塑制品外观颜色要求也逐渐多元化,颜色调控成为WPCs领域的研究热点,因此,研究WPCs颜色调控方法及其对WPCs性能的影响规律、分析WPCs颜色变化影响因素及揭示颜色调控机理具有重要意义。综述了目前WPCs颜色调控的研究进展,从制备原料、制备工艺和老化变色等方面对影响WPCs颜色变化的因素及及机理进行了梳理;分析了表面覆膜、制备复合表层和添加颜料等颜色调控的3种方法,并从颜色及表面形貌、力学和物理性能等方面分析了颜色调控对WPCs性能的影响,最后,结合WPCs颜色调控研究发展趋势以及未来研究工作重点进行了总结与展望。

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。

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。

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。

马尾松、杉木木粉增强PE-HD复合材料的力学和蠕变性能

针对木塑复合材料(WPCs)在长期负载下的蠕变行为导致力学失效的问题,为明确WPCs的力学性能和蠕变特性,采用两步成型挤出法,制备7种马尾松木粉和杉木木粉增强高密度聚乙烯复合材料,分析和比较两种木粉的添加比例对WPCs的弯曲性能、动态力学性能和短期蠕变性能的影响,采用数理模型对WPCs蠕变随时间的变化进行模拟。结果表明,增强木粉中杉木木粉的含量越高,WPCs的弯曲性能越好,但是蠕变性能变差。杉木木粉在增强木粉中的质量分数为83.3%时,WPCs的储能模量最大,马尾松木粉含量逐渐减少时,WPCs的储能模量和损耗角正切值分别增大和减小。提高马尾松木粉的添加量有效地降低了WPCs在10%应力水平下的24 h应变值。Findley模型和ExpAssoc函数拟合WPCs的蠕变行为效果较好,修正后的ExpAssoc模型模拟效果更优,7种WPCs在10%应力水平下的拟合修正系数R2均在0.99以上。

木塑复合材料紫外耐老化性能研究进展

木塑复合材料因其外形美观、力学性能优异、对环境友好,被广泛运用于建筑模板、公共设施等领域,但现阶段服役于室外环境中的木塑复合材料存在颜色稳定性差、耐老化性能较弱等问题。本文基于国内外相关学者对木塑复合材料紫外老化性能进行的大量理论分析与试验研究,系统地总结了材料老化后微观形貌、表观颜色、力学性能3个方面的研究进展;并对改善木塑复合材料紫外耐老化性能的措施进行了阐述,其中添加耐老化助剂这一方法经济成本低且效果较好,被广泛研究应用。通过系统综述,总结了现阶段木塑复合材料紫外耐老化性能研究中存在的问题,并对未来发展趋势进行展望,以期促进木塑复合材料的研究与工程应用,满足更多领域日益发展的特殊功能需求。

Nano-CB改性发泡木塑复合材料性能研究

为提升木塑复合材料(WPC)的功能性,将纳米导电炭黑(Nano-CB)作为抗静电和阻燃填料,通过模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料(FWPC)。探究Nano-CB对FWPC性能的影响,分析其作用机理。结果表明,Nano-CB较佳的加入量为8%,此时,FWPC的静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为33.38,2739,15.59 MPa和4.49 kJ/m^(2),表面电阻率和体积电阻率对数值均为8,抗静电性能显著提高,氧指数为21.8%,最大热释放速率和平均热释放速率分别为345.92,143.34 kW/m^(2),阻燃性能小幅增强。SEM分析表明:未加Nano-CB时,FWPC燃烧后表面炭层较薄,结构蓬松,存在大量的孔洞,加入改性Nano-CB后,FWPC燃烧炭层连续致密,表面未见气孔。

硅烷偶联剂对咖啡渣的表面改性及其对咖啡渣/聚丙烯木塑复合材料性能的影响

为解决咖啡渣(Spent coffee grounds,SCG)与聚丙烯(Polypropylene,PP)界面相容性差的问题,研究3种不同类型的硅烷偶联剂改性SCG及其对SCG/PP木塑复合材料性能的影响。以3-氨丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyl trimethoxy-silane,KH540)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl triethoxy-silane,KH550)和乙烯基三甲氧基硅烷(vinyl trimethoxy-silane,A171)这3种硅烷偶联剂作为表面改性剂,分别对SCG进行表面改性处理,并将改性SCG作为填料,通过熔融共混法制备了SCG/PP木塑复合材料;采用场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和视频接触角仪对SCG的微观形貌、官能团特征和亲疏水性进行分析,并通过万能试验机、场发射扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪测试SCG/PP复合材料的力学性能、界面相容性、热稳定性、熔融结晶性能。结果表明:这3种硅烷偶联剂均成功接枝到SCG上,并有效提高了SCG的疏水性,增强了与PP之间的界面结合能力。3种硅烷偶联剂均可提高复合材料的拉伸强度,同时降低断裂伸长率;其中硅烷偶联剂A171改性制备的复合材料综合性能最好,拉伸强度比未经改性处理的SCG/PP复合材料提高48.6%,断裂伸长率仅下降4.4%。该研究可为解决SCG与PP界面相容问题及制备高性能SCG/PP复合材料提供参考。

氨基涂料掺杂氧化石墨烯阻燃木塑复合材料的研究

以三聚氰胺甲醛树脂(Melamine-Formaldehyde,MF)为成膜树脂,以磷酸-季戊四醇(H 3 PO 4-PER)为膨胀阻燃体系,以氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)为阻燃协效助剂制备透明膨胀型阻燃涂料,从而提高木塑复合材料(wood-plastic composites,WPC)的阻燃抑烟性能。结果表明,涂层的透明度高,物理性能良好,阻燃抑烟性能优异。GO的加入,未改变涂层物理性能,但显著提高复合材料的热稳定性和阻燃抑烟性能。加入0.2%的GO,热重分析(Thermogravimetric analysis,TG)测试表明,涂层的残炭量增加了11.0%;模拟大板燃烧法显示,涂层的耐燃时间较对照组提升了75.0%;锥形量热仪(Cone calorimeter,CONE)燃烧测试表明,可以有效抑制涂层的热释放和烟释放,涂层的总热释放量和总烟释放量最大分别下降35.6%和43.5%。片状结构的GO在涂料受热膨胀后成为交联点,提高炭层整体的力学强度和稳定性,进而达到阻燃抑烟的作用。

节能型园林建设中的木塑复合材料应用研究

为降低园林建设过程中的资源与能源消耗,推动人与自然和谐发展,建设节能型园林势在必行,其在设计、施工及养护等全环节中贯彻绿色低耗理念,有助于可持续发展社会的实现。基于塑料与植物纤维而成型的木塑复合材料是一种新型绿色建材,具有可循环再生、抗腐蚀、耐老化以及节约资源等优势,可灵活搭配砖石、玻璃、混凝土等材料使用,已成为节能型园林建设的重要原材。该文从场地铺装、景观设施以及景观建筑等角度出发,总结阐述了木塑复合材料在园林建设中的应用情况与使用要点,以期促进节能型园林的更好发展。