聚氯乙烯/木粉复合材料研究进展

综述了近年来国内外聚氯乙烯(PVC)/木粉(WF)复合材料的研究进展,对新型的行星辊轮双螺杆挤出机、带有干燥器的锥形双螺杆挤出机以及能直接将木粉输送到挤出机中的"WoodTruderTM"挤出系统等新型设备和工艺进行了介绍,对PVC/WF复合材料中使用的润滑剂、冲击改性剂、增塑剂、相容剂等助剂的研究进展进行了总结,并对PVC/WF复合材料的微发泡工艺和环保性能进行了介绍和评述,在此基础上对PVC/WF复合材料的发展趋势进行了展望。

木粉表面改性对聚氯乙烯/木粉复合材料性能的影响

选用不同偶联剂对木粉(WF)进行表面改性。对聚氯乙烯/木粉(PVC/WF)复合材料力学性能测试结果表明,异氰酸酯偶联剂更适合对WF的表面改性。WF经异氰酸酯偶联剂处理后疏水性得到明显改善。随WF填充量增加,PVC/WF复合材料冲击强度和线性热膨胀系数下降,吸水率和维卡软化温度上升,并且异氰酸酯偶联剂处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-1)各种性能都较未处理WF填充的PVC/WF复合材料(PVC/WF-2)好。填充30份时,PVC/WF-1复合材料的拉伸强度比纯PVC提高约10%,吸水率小于0.6%,维卡软化温度比PVC提高2.9℃,线性热膨胀系数从PVC的8.55×10-5℃-1降低到6.01×10-5℃-1。扫描电镜观察结果证明异氰酸酯偶联剂处理WF有利于提高WF与PVC基体的界面相互作用。

密度对稻壳/聚氯乙烯发泡复合材料尺寸稳定性及力学性能的影响

针对传统木塑复合材料(wood plastic composites,WPCs)密度大、尺寸稳定性差等问题,以稻壳和聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)为原料制备三种密度的稻壳/聚氯乙烯发泡复合材料(rice husk/polyvinyl chloride foamed composites,RHPC),分别标记为RHPC-Ⅰ、RHPCⅡ、RHPC-Ⅲ,探究密度变化对RHPC性能的影响。结果显示:随着发泡程度的增加及密度的减小,RHPC的泡孔均匀程度有所降低。RHPC的线性热膨胀系数(coefficient of linear thermal expansion,CLTE)及吸水膨胀率均逐渐升高,且长度、宽度和厚度三个方向上的尺寸变化率均表现出各向异性;不同湿度和温度作用下的尺寸变化率表明湿度对RHPC尺寸的影响大于温度。RHPC-Ⅰ、RHPCⅡ、RHPC-Ⅲ的弯曲强度、弯曲模量和抗蠕变性能呈下降趋势;RHPC-Ⅱ由于均匀的泡孔结构呈现出最高的冲击强度和比冲击强度,分别为14.3 kJ/m2和19.9(k J·m^(-2))/(g·cm^(-3))。本研究为轻质高强WPCs的开发和拓宽其应用领域提供指导。

碳化硅对聚氯乙烯/竹粉复合材料性能影响

为比较碳化硅(SiC)含量对聚氯乙烯(PVC)/竹粉木塑复合材料性能的影响,以竹粉为木质纤维,PVC为基体材料,用挤出成型方法制备了不同含量SiC的PVC/竹粉复合材料,对其力学性能、摩擦磨损性能及蠕变性能测试分析。结果表明:当SiC质量分数为3%时,PVC/SiC/竹粉复合材料拉伸强度和冲击强度性能较好,较未添加SiC的PVC/竹粉复合材料分别高出29.0%,4.2%;SiC质量分数为3%时,摩擦系数、磨损失重率最小分别为0.428 5,0.151%;添加1.5%SiC的PVC/竹粉复合材料弯曲强度最高,为36.6 MPa。蠕变应力值为3.552 8 MPa时,SiC含量对PVC/竹粉木塑复合材料应变影响相近,其中,PVC/竹粉/1.5%SiC复合材料应变值最小;应力值为7.105 6 MPa、10.658 4 MPa时,PVC/竹粉/3.0%SiC复合材料应变值最小。

木粉/聚氯乙烯复合材料的研制

目的利用质轻价廉、来源广泛的木粉与通用型聚氯乙烯(PVC)复合,制备出新型木塑复合材料.方法将不同粒径、碱处理和碱处理后偶联剂处理的木粉填充到聚氯乙烯中,经混合、塑炼、成型后测试其性能;加入导电性组分聚苯胺(PAn),考察其对木塑复合材料性能的影响.结果较小粒径的木粉对复合材料拉伸性能、弯曲性能和冲击性能贡献较大.木粉预处理方法对复合材料性能影响较大,碱处理后的木粉,使复合材料拉伸性能下降,偶联剂处理的木粉使复合材料拉伸性能明显提高;加入导电性PAn,提高了复合材料的强度,并赋予复合材料一定的导电性,电阻率达1GΩcm.结论木粉粒径、木粉的处理方法、导电聚苯胺的加入都对木塑复合材料性能有显著影响,在材料强度要求不很高的场合,木粉与聚氯乙烯复合会大大降低复合材料的成本,加入导电聚苯胺,可做成抗静电木塑复合材料.达到节约能源,保护环境的作用.

防静电木粉/聚氯乙烯复合材料的性能

探讨了在木粉/聚氯乙烯复合材料中添加不同数量的超导碳黑后复合材料的电性能、力学性能变化,结果表明在碳黑用量增加时复合材料的表面电阻率减小,拉伸强度和弯曲强度增大,当m(碳黑)∶m(聚氯乙烯)=20∶100时可以使复合材料达到防静电的效果。用锥形量热仪(CONE)研究了碳黑加入对复合材料热释放和烟释放的影响,发现碳黑使复合材料的热释放速率增加,而烟释放却减少。

核桃壳超声预处理对聚氯乙烯复合材料性能的影响

为研究超声预处理对聚氯乙烯(PVC)/核桃壳(WS)/凹凸棒土(ATP)复合材料性能的影响及相关机理,以料液质量比、振幅、时间为超声预处理试验条件处理WS,应用熔融挤出工艺制备PVC/WS/ATP复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对PVC/WS/ATP复合材料的结构和微观形貌进行表征,对复合材料的物理、力学和耐磨损性能进行测试与分析。结果表明,超声预处理没有改变复合材料的主要化学结构,超声的空化作用提升了WS与PVC的界面相容性;相比于未处理WS,一定条件的超声预处理可降低复合材料的密度,并使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能均有所增强,在超声料液质量比1∶20、振幅60%、时间15 min条件下力学性能达到最优;一定条件的超声预处理增强了复合材料的耐磨性,在超声料液质量比1∶20、振幅60%、时间10 min条件下耐磨损性能最优。

聚氯乙烯/木粉发泡复合材料性能影响因素分析

对影响聚氯乙烯/木粉复合材料性能的因素,包括PVC树脂分子结构、木粉处理工艺、加工润滑剂的选择等,进行了分析。指出木粉的加入对该复合材料起一定阻燃作用。

不同聚乙烯基塑木复合材料的性能

采用注塑工艺制备高密度聚乙烯(HDPE)基、低密度聚乙烯(LDPE)基及HDPE、LDPE混合基塑木复合材料(WPC),同时制备了纯HDPE及LDPE试样,对比研究了不同试样的吸水率、吸水尺寸稳定性、受热尺寸稳定性、耐冷热循环性、抗低温冻融性及抗冲击性能。结果表明,纯塑料的吸水率及吸水后尺寸变化率均较低,但是,受热后正反面尺寸变化相差较大,冷热循环后尺寸变化较大;当形成WPC后,试样的吸水率及吸水后尺寸变化率显著升高,其中,HDPE与LDPE混合基体的WPC的吸水率最高,其值为1.57%,宽度和厚度尺寸变化率分别为0.11%和1.08%;受热后,正反面尺寸变化率差值减小,耐冷热循环能力得到显著提升;HDPE及其WPC的弯曲强度与LDPE及其WPC相比较高,但是,后者的抗冻融性能及抗冲击性能与前者相比较好。

锌硼磷酸铵盐对木粉与聚氯乙烯复合材料燃烧性能的影响

采用硼酸熔融法合成了一种锌硼磷酸铵盐化合物(ZBP),利用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱分析、热失重等对合成产物的结构、形貌、组成及热稳定性进行表征。将ZBP作为阻燃剂加入到木粉/聚氯乙烯复合材料(WF/PVC)中,通过热压工艺制得阻燃木粉/聚氯乙烯复合材料(ZBP-WF/PVC),利用热失重(TG)和锥形量热仪(CONE)对阻燃ZBP-WF/PVC复合材料的热解成炭和燃烧性能进行分析,通过万能力学试验机和组合冲击试验机对其进行力学性能测试。结果表明:阻燃剂的加入提高了复合材料的热稳定性,增加了残炭量;阻燃剂的加入对复合材料的热释放影响较小,但显著降低了材料的烟释放速率,具有一定的阻燃抑烟效果;添加量为10%的阻燃剂对复合材料的力学性能影响较小。

聚氯乙烯/木粉发泡复合材料性能影响因素分析

PVC树脂日益增加的消费量也相应地产生了大量的废旧塑料，给环境造成很大污染问题。另外，在森林资源匮乏的今天，同样面临着大量农林可再生资源合理开发利用的问题。研究开发木粉／PVC复合材料不仅是开发出一种价廉而有广泛应用前景的新材料，而且为治理废旧塑料制品的危害和提高木材的综合利用率开辟一条新途径，

装饰用木粉／聚氯乙烯木塑复合材料阻燃抑烟的研究

研究了八钼酸铵以及八钼酸铵与其他阻燃剂复合对木粉/聚氯乙烯木塑复合材料阻燃抑烟性能的影响。结果表明:单独添加八钼酸铵、或者八钼酸铵与其他阻燃剂复合,都可以提高木粉/聚氯乙烯木塑复合材料的阻燃性能;其中添加了水滑石和氢氧化镁复合体系明显降低了热释放速率和烟释放速率,热释放速率降低了27%,烟释放速率降低了60%,显示出更好的抑烟效果。通过烟密度测试验证了1#配方复合体系的抑烟性能,烟密度等级由87降到68。

聚磷酸铵-淀粉对木粉/聚苯乙烯复合材料的阻燃作用

利用锥形量热仪分析了聚磷酸铵(APP)-淀粉阻燃体系在木粉/聚苯乙烯复合材料(WF-PS)中的阻燃作用。结果表明,添加APP能有效降低WF-PS的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR),增加成炭量,延长点燃时间(TTI),表现出显著的阻燃作用;APP对WF-PS的有效燃烧热影响不大,说明APP的阻燃作用为凝聚相机理,成炭是该机理的重要方面;添加淀粉作为APP的辅助成炭剂,能够提高阻燃效率并减少APP用量,APP-淀粉是WF-PS复合材料的有效膨胀型阻燃体系。APP-淀粉的添加对WF-PS的力学性质有一定不利影响,但是当APP用量在10%以下、淀粉用量2%以下时,WF-PS可保持良好的力学性能。

玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料隔声性能

采用常压浇注工艺,制备了一种超薄、轻量、柔韧的复合材料———玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料。利用双通道声学分析仪,分析研究了其隔声性能;利用SEM、DMA等,分析研究了该材料的结构和力学性能等。结果表明:该复合材料的隔声性能优于单一材料的隔声性能,在测试范围内,其隔声量超出了质量定律的预测效果,显示了该材料良好的隔声性能。

木粉填充聚乙烯复合材料的研究

采用木粉对聚乙烯 (PE)进行改性 ,研究了树脂牌号、引发剂、接枝单体对相容剂性能的影响以及木粉的粒径、水含量及相容剂用量等因素对聚乙烯 /木粉复合材料性能的影响 ,通过SEM (扫描电镜 )对材料结构进行了表征。结果表明 :复合材料的弯曲性能随木粉用量的增加而大幅度提高 ,耐热性能也有明显改善 ,而冲击性能则迅速下降 ;木粉的粒径对复合材料弯曲性能的改善不大 ,木粉水含量对复合材料的弯曲性能则有较大影响 ;相容剂用量在10 %以上 ,可提高复合材料的弯曲性能 ,对冲击性能影响不大。

漂珠填充聚氯乙烯基复合材料的隔声性能

常压浇注制备了不同面密度(厚度)未填充和填充有漂珠(CFA)的玻璃纤维织物/聚氯乙烯(GF/PVC)复合材料。对比研究了两种复合材料的刚柔性、阻尼性和隔声性能。结果表明,在相近面密度条件下,CFA/GF/PVC复合材料的刚度、常温以上阻尼性、平均隔声量和高低频段(100 Hz^630 Hz和1250 Hz^8000 Hz)下的隔声量较GF/PVC复合材料均有所提高。两种复合材料的刚度、隔声量均随着面密度的增加而增加,其中隔声量在低频段增速最快,中频段次之,高频段最慢。

基于纳米ZnO/聚氯乙烯的复合材料光催化性能研究

本文采用纳米氧化锌与聚氯乙烯溶液共混制备了复合材料前驱体,运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据;经适当温度煅烧后得到复合材料光催化剂,并用TEM、XRD、FTIR、UV-Vis、ESR对复合材料进行分析表征。在室内普通照明用荧光灯作用下,以甲基橙溶液为催化对象,对复合材料的光催化性能进行了检测,并在相同条件下,与纳米氧化锌、纳米氧化钛及聚氯乙烯直接煅烧产物的光催化性能进行了比对分析;同时研究了pH值对复合材料光催化性能的影响。研究结果表明,复合材料对甲基橙催化降解8min后,甲基橙溶液的降解率接近100%,使用纳米氧化锌、纳米氧化钛和聚氯乙烯直接煅烧产物催化的甲基橙溶液的浓度基本没有变化;溶液偏中性有利于甲基橙的催化降解。

Sb_2O_3/聚氯乙烯复合材料的制备及阻燃性能

以聚氯乙烯(PVC)为基体,微米级和纳米级Sb2O3为阻燃剂,采用熔融共混的方法制备了Sb2O3/PVC复合材料。分别利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对复合材料和燃烧产物的形貌进行表征,通过极限氧指数仪(LOI)和垂直燃烧实验对复合材料的阻燃性能进行了研究。结果表明:与纯PVC相比,Sb2O3/PVC复合材料能够形成有效的Sb-Cl阻燃体系,对软质PVC塑料的阻燃性能有明显的提升;相比于微米Sb2O3,纳米Sb2O3由于其粒径的优势,使其与PVC基体的相容性更好,同时增大了燃烧区Sb2O3分解反应的平衡常数,生成了更多的Sb Cl3和Sb OCl,相应的也促进了气相中活性自由基捕获反应的进行,从而使得燃烧更容易被终止;纳米Sb2O3与PVC的质量比为1.85∶100时,Sb2O3/PVC复合材料可达到难燃级别,氧指数和UL-94等级分别为27.1%和V-1级;而微米Sb2O3与PVC的质量比为3∶100时,Sb2O3/PVC复合材料才可达到难燃级别。

秸秆/聚氯乙烯复合材料的初步研究

本文介绍了一种新型的秸秆处理方法 ,即将秸秆与聚氯乙烯复合制备替代木材使用的秸秆 /塑料复合材料。主要从秸秆含量、处理剂含量对复合材料的力学性能和成型加工性能的影响 ,以及复合材料的形态等方面进行了研究。

用高能球磨制备氧化铁/聚氯乙烯纳米复合材料

运用穆斯堡尔谱、TEM、XRD方法研究了Fe3O4／聚氯乙烯（PVC）粉末高能球磨产物，发现有超顺磁性α-Fe2O3生成，其形成原因可能是聚合物在空气中降解,生成含氧官能团与Fe3O4相互作用.