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木塑复合材料的吸水性及其影响的研究

作　者: 梁梦杰
导　师: 吕群
学　校: 杭州师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 木塑复合材料(WPC) 吸水率改性塑料润滑剂塑料含量
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以木粉和废旧HDPE为主要原料,并加入添加剂,用挤出成型法制备了PE基木塑复合材料(WPC),进行了“WPC的吸水性及其影响的研究”和“降低WPC吸水率的研究”。在“降低WPC吸水率的基础研究”中,重点探讨了塑料改性、润滑剂和塑料含量三种因素对WPC的吸水率及其性能的影响。WPC的吸水性研究结果表明：尽管WPC的吸水率显著小于木材,但仍具有不可忽略的吸水性。随着WPC浸水时间增加,起初WPC的吸水率增加较快,然后逐渐减缓,浸水时间足够长后,WPC的吸水率达到饱和而不再增加；WPC的弯曲强度随吸水率的增加而降低,当浸水时间足够长至WPC的吸水率达到饱和而不再增大后,WPC的弯曲强度也趋于稳定而不再随浸水时间增加而降低；WPC的氧化诱导时间(OIT)随浸水时间增加而降低；WPC长、宽、厚三个方向的吸水膨胀率均随吸水率增加而增大,当WPC吸水率达到饱和后,WPC的吸水膨胀率也趋于稳定而不再增加。塑料改性对WPC吸水率的影响研究结果表明：在WPC配方中加入硅烷偶联剂接枝改性HDPE可以促进WPC中的木／塑界面增容,从而能有效地降低WPC的吸水率,同时有效地提高了WPC的强度；随着改性HDPE含量增加,WPC的吸水率显著降低,弯曲强度显著升高,同时各个方向的吸水膨胀率均显著减小；将WPC分别经浸水、室外暴晒老化和氙灯老化三种实验,结果都表明,含有改性HDPE的WPC的OIT和强度的降低幅度均比不含改性HDPE的WPC小,其抗冻融性能和WPC的颜色稳定性均得到了明显改善。塑料含量对WPC吸水率的影响研究结果表明：随着WPC中塑料含量增多,WPC浸水前后的吸水率和WPC长宽厚三个方向的吸水膨胀率均降低；WPC的弯曲强度随塑料含量的增多而增大,但弯曲强度的增加幅度小于用硅烷接枝改性HDPE制备的WPC的增大幅度润滑剂对WPC吸水率的影响研究结果表明：含有硬脂酸盐的润滑剂会破坏MAPE偶联剂与木粉表面羟基反应形成酯键的作用,对WPC的界面相容性不利,因此,加入了含有硬脂酸盐的润滑剂制得的WPC吸水率较大,弯曲强度较低；加入不含硬脂酸盐的润滑剂制得的WPC吸水率较小,弯曲强度较高,吸水膨胀率也较小

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-26
  1.1 木塑复合材料及其意义  10-11
    1.1.1 木塑复合材料的概念  10
    1.1.2 木塑复合材料的用途  10
    1.1.3 发展木塑复合材料的意义  10-11
  1.2 WPC的制备及其界面增容机理  11-14
  1.3 WPC吸水性及其影响的研究进展  14-23
    1.3.1 WPC吸水的原因  14-16
    1.3.2 WPC的吸水性及其影响因素  16-20
    1.3.3 WPC吸水对其性能的影响  20-23
  1.4 本课题主要研究内容与创新  23-26
    1.4.1 研究WPC吸水性的意义  23
    1.4.2 WPC吸水性研究存在的问题  23-24
    1.4.3 本课题的提出  24-25
    1.4.4 本课题的主要创新  25
    1.4.5 本课题的意义  25-26
第二章实验部分  26-31
  2.1 原料与试剂  26
  2.2 仪器与设备  26-27
  2.3 WPC的制备  27
  2.4 表征与测试  27-31
    2.4.1 WPC力学性能的测试  27
    2.4.2 WPC吸水率的测定  27-28
    2.4.3 吸水尺寸变化率的测定  28
    2.4.4 WPC抗冻融性能的测定  28
    2.4.5 WPC氧化诱导时间的测定  28-29
    2.4.6 WPC老化实验  29
    2.4.7 WPC重量变化率的测定  29-30
    2.4.8 WPC的颜色测定  30
    2.4.9 WPC的扫描电镜(SEM)分析  30-31
第三章结果与讨论  31-76
  3.1 WPC吸水及其影响的基本规律  31-42
    3.1.1 WPC吸水的基本规律  31-34
      3.1.1.1 WPC的吸水率与浸水时间的关系  31-33
      3.1.1.2 温度对WPC吸水速率的影响  33-34
    3.1.2 WPC吸水对其力学性能的影响  34-36
      3.1.2.1 WPC吸水对其弯曲强度的影响  34-36
      3.1.2.2 WPC吸水对其冲击强度的影响  36
    3.1.3 WPC吸水对其尺寸稳定性的影响  36-39
      3.1.3.1 WPC吸水对其长度膨胀率的影响  37
      3.1.3.2 WPC吸水对其宽度膨胀率的影响  37-38
      3.1.3.3 WPC吸水对其厚度膨胀率的影响  38-39
    3.1.4 WPC的抗冻融性能  39-40
    3.1.5 WPC吸水对其抗老化性能的影响  40-42
  3.2 降低WPC吸水率的研究  42-74
    3.2.1 塑料改性对WPC吸水率及其性能的影响  43-63
      3.2.1.1 塑料改性及其界面增容机理  43-44
      3.2.1.2 塑料改性对WPC吸水率的影响  44-46
      3.2.1.3 塑料改性对WPC弯曲强度的影响  46-50
      3.2.1.4 塑料改性对WPC冲击强度的影响  50-51
      3.2.1.5 塑料改性对WPC尺寸稳定性的影响  51-54
      3.2.1.6 塑料改性对WPC抗冻融性能的影响  54-55
      3.2.1.7 塑料改性对WPC抗老化性能的影响  55-63
    3.2.2 塑料含量对WPC吸水率及其性能的影响  63-68
      3.2.2.1 塑料含量对WPC吸水率的影响  64-65
      3.2.2.2 塑料含量对WPC吸水前后弯曲强度的影响  65-66
      3.2.2.3 塑料含量对WPC吸水后尺寸稳定性的影响  66-68
    3.2.3 润滑剂对WPC吸水率及其性能的影响  68-74
      3.2.3.1 不同润滑剂对WPC吸水率的影响  68-70
      3.2.3.2 不同润滑剂对WPC弯曲强度的影响  70-71
      3.2.2.3 不同润滑剂对WPC吸水后尺寸的影响  71-72
      3.2.2.4 不同润滑剂对WPC弯曲强度的影响  72-74
  3.3 结论  74-76
参考文献  76-83
攻读硕士学位期间取得的主要科研成果  83

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