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木塑复合材料制备及性能研究

作　者: 李自强
导　师: 管从胜
学　校: 山东大学
专　业: 化学工艺
关键词: 废旧塑料 木粉 木塑复合材料
分类号: TQ320.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 672次
引　用: 4次
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内容摘要


综述了木塑复合材料的国内外发展状况、应用领域、成型技术和制备工艺。以废旧塑料和木粉为主要原料,采用单螺杆挤出机预混造粒和热压成型方法制备木塑复合材料。1、采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和氢氧化钠溶液对木粉进行预处理,研究了预处理剂的种类、用量和木粉填充量对木塑复合材料抗弯强度的影响,得出以下结论:1)三种预处理方法中,硅烷偶联剂效果最好。当硅烷偶联剂的用量小于木粉质量的4%时,木塑复合材料的抗弯强度随硅烷偶联剂含量增加而增大,而用量大于4%后抗弯强度基本不变;2)采用4%的硅烷偶联剂对木粉预处理,木粉填充量为50%时,所制备的木塑复合材料的抗弯强度达到30MPa以上。2、固定木粉填充量为50%,采用4%的硅烷偶联剂进行处理,控制单螺杆挤出机造粒温度为150～160℃,反复挤出2～3次,制备木塑复合材料样品。研究了成型工艺条件对木塑复合材料抗弯强度的影响,得出以下结论:1)在150～190℃范围内,木塑复合材料抗弯强度先是随温度升高而增大,在170℃达到最大值后又减小;2)在30～90min范围内,木塑复合材料抗弯强度先是随成型时间的延长而增大,在60min达到最大值后又缓慢减小;3)成型压力对于木塑复合材料抗弯强度没有明显的影响规律。由此得出木塑复合材料的最佳制备工艺条件为:170℃、5MPa和60min。3、将木塑复合材料样品在20℃水中浸泡24h,测定浸泡前后的尺寸、质量和抗弯强度,结果显示:吸水后平均尺寸变化率仅为0.27%,平均吸水率为0.19%,抗弯强度基本相同,由此可见木塑复合材料具有良好的耐水性能。4、将木塑复合材料样品分别在不同温度下恒温1h,然后测定其抗弯强度,结果表明:在20℃～60℃范围内,虽然木塑复合材料的抗弯强度随着环境温度的升高有所减小,但是都能达到30MPa,表明所制备的木塑复合材料具有良好的耐低温和耐热性能。5、通过金相显微镜观察木塑复合材料的表面形貌,发现塑料和木粉相互搭结,分布均匀。

全文目录


摘要  10-12
Abstract  12-14
1 绪论  14-32
  1.1 木塑复合材料的概念和分类  15-16
    1.1.1 木塑复合材料的概念  15
    1.1.2 实木浸注木塑复合材料  15-16
    1.1.3 木粉、木纤维填充木塑复合材料  16
  1.2 木塑复合材料的原料  16-20
    1.2.1 塑料原料  16-18
    1.2.2 木材及农业植物纤维原料  18-19
    1.2.3 偶联剂  19-20
    1.2.4 其它添加剂  20
  1.3 木塑复合材料的应用  20-23
    1.3.1 木塑复合材料在建筑产品方面的应用  21
    1.3.2 木塑复合材料在汽车工业方面的应用  21-22
    1.3.3 木塑复合材料在其它产品方面的应用  22-23
  1.4 复合材料的界面作用及机理  23-25
    1.4.1 界面的形成  23
    1.4.2 界面的作用  23-24
    1.4.3 界面作用机理  24-25
  1.5 改善木塑复合材料界面性能的方法  25-29
    1.5.1 物理改性  26-27
    1.5.2 化学改性  27-29
    1.5.3 采用先进的加工工艺  29
  1.6 木塑复合材料成型技术的研究现状  29-30
  1.7 本课题的研究的目的及意义  30-32
2 木塑复合材料配方研究  32-40
  2.1 实验材料  32
  2.2 实验仪器  32-33
  2.3 实验与测试方法  33-34
    2.3.1 实验方法  33
    2.3.2 木塑复合材料的性能测试  33-34
  2.4 实验结果与分析  34-38
    2.4.1 木粉预处理方法对复合材料性能的影响  34-36
    2.4.2 木粉填充量对复合材料性能的影响  36-37
    2.4.3 木塑复合材料结构形貌分析  37-38
  2.5 小结  38-40
3 木塑复合材料成型工艺研究  40-50
  3.1 实验材料  40
  3.2 实验仪器  40
  3.3 实验与测试方法  40-41
    3.3.1 实验方法  40-41
    3.3.2 木塑复合材料的性能测试  41
  3.4 实验结果与分析  41-48
    3.4.1 正交实验设计及结果分析  41-43
    3.4.2 成型温度对木塑复合材料力学性能的影响  43-44
    3.4.3 成型时间对木塑复合材料力学性能的影响  44-45
    3.4.4 成型压力对木塑复合材料力学性能的影响  45-46
    3.4.5 木塑复合材料结构形貌分析  46-48
  3.5 小结  48-50
4 木塑复合材料应用性能研究  50-61
  4.1 实验与测试方法  50
    4.1.1 实验方法  50
    4.1.2 木塑复合材料的性能测试  50
  4.2 木塑复合材料的耐水性能  50-55
    4.2.1 木塑复合材料吸水后的尺寸稳定性  51-52
    4.2.2 木塑复合材料的吸水率  52
    4.2.3 木塑复合材料吸水后的抗弯强度  52-53
    4.2.4 木塑复合材料长时间浸水后的性能  53-55
  4.3 木塑复合材料的耐热性能  55-57
  4.4 木塑复合材料结构形貌分析  57-59
  4.5 小结  59-61
5 结论  61-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
附录: 硕士期间发表的学术论文  69-70
学位论文评阅及答辩情况表  70

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 生产过程与生产工艺
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