塑木复合材料润滑剂和偶联剂技术进展

基于化学键理论、可逆水解理论、互扩散和互渗透网络(idipn)理论、可塑性变形层理论等界面作用理论,介绍硅烷偶联剂处理玻璃纤维(gf)对纤维增强聚合物复合材料(frp)界面微观结构和性能以及frp力学性能的影响。

偶联剂是一种重要的助剂,按化学组成可分为有机偶联剂、有机-无机偶联剂、无机偶联剂。文章重点阐述应用于热塑性聚合物/天然纤维复合材料中各种偶联剂的作用机理及改性效果。

注塑级塑木复合材料

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木塑复合材料挤出工艺中,使用润滑剂可以提高生产效率,改善制品表面性能。在转速、混炼器温度、加料量等优化参数条件下用转矩流变仪研究了不同木粉质量分数时润滑剂swp201对木粉/高密度聚乙烯(wf/hdpe)复合材料熔体转矩流变行为的影响。结果表明:加入界面相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(mape)与否,质量分数2%的swp201能够明显降低相应对照复合材料熔体的平衡转矩(ma)和熔体温度(t);木粉质量分数在0%~60%范围内增加时,复合熔体的ma和t呈明显的增加趋势,稳态时熔体温度(t)与混炼器温度(t0)之差△t从11℃增加到18℃左右,△t值反映不同体系的相对摩擦发热作用。ma与体系的黏度相关。流变行为不同的样品ma和△t都不同,一般来说ma较大的△t也较大。转矩流变方法可用于高填充木塑复合体系的流变性和润滑剂性能评价。

以木粉、pe树脂等为原料,研制了发泡塑木复合材料。对低发泡塑木复合材料生产的基本方法进行了介绍;对该复合材料的密度、吸水性、力学性能进行了测试。结果表明:该复合材料的密度与原木十分接近;具有极佳的防水性能,含水率不超过2%;拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、压缩强度、拔钉强度等力学性能能够满足所生产的产品性能的需要。

我国森林资源消耗巨大,寻求代木材料成为当务之急。近年来在国内外兴起的塑木复合材料(wpc),逐渐崭露头角。一、塑木复合材料的性能塑木复合材料是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的双重强化性能优点。其主要特点可归结为:a)耐用、寿命长,有类似木质外观,比塑料硬度高;

第2章国外塑木复合材料产业发展情况与现状 2.1北美 1966年美国amf公司bouling分部建成了世界上第一条催化加热法生产塑木 复合材料的生产线，浸渍单体为甲基丙烯酸甲酯，产品主要应用于制作台球杆。 1968年，美国阿科(arco)化学公司采用γ射线生产的塑木复合材料，用其 制作镶木地板。同年，meyer第一次将偶联剂引入到木材纤维和塑料的复合过程 中。偶联剂的出现使木材纤维和高聚物的界面特性得到了很大的改善，复合材料 的物理性能显著提高。 1973年sonnessonplastab公司销售商品名为sonwood的pvc/木粉复合材 料。该材料是由木粉和pvc复合制成片状，然后挤出成型。同期，意大利bausano 公司和icmasangiorgio公司开始从事木粉填充塑料配混料加工设备工作，并 用异向锥型双螺杆机生产50％木粉和50％聚

随着国际贸易的迅速增长和中国"世界制造中心"的形成,国际物流与国内物流融为一体。在大环境的支持下我国物流现代化取得了长足的进展,物流技术与装备行业近年来也一直处于快速增长的态势。托盘业近年以30%左右增长率发展。

为考察塑木复合材在自然气候条件下的耐候性,采用动态机械热分析技术对塑木复合材在自然气候条件下的动态力学变化特征进行了分析与探讨。结果表明:随着暴晒时间的延长,材料中α松弛内耗峰逐渐地移向了低温区,环境因素的交变作用会加速稻糠与聚乙烯界面处以及材料基体中的分子链断裂,从而使得α松弛处的内耗降低。材料的贮存模量随着频率的增大而有所增加,损耗因子在材料hdpe的熔点前随着频率的增大而降低,但在熔点后规律为50hz<1hz<25hz<10hz。

对自然气候条件下塑木复合材料的宏观质量变化及颜色变化进行了分析,同时采用差示扫描量热技术对其热学变化特征进行了分析。结果表明,水分是导致材料吸湿增重的主要原因,其对材料分子结构的变化有着重要的影响,是影响材料耐候性的关键因素。

文章介绍了新型塑木材料在国内外的发展、生产工艺流程、生产技术特点以及理化性能,并为我国有关部门如何加快塑木材料的研发速度提出了建议。

综述了世界塑木复合材料市场的现状、应用结构和发展动向,讨论了美国和欧洲塑木复合材料的消费领域和塑料原料的差异,分析了发泡塑木复合材料的市场前景,并提出了我国发展塑木复合材料的建议。

研究了钛酸酯偶联剂ndz105对炭黑/abs吸波材料导电性能和吸波效能的影响,通过对吸波效能的分析,探讨了偶联剂影响吸波材料性能的机理。结果表明,加入偶联剂后吸波效能明显提高,吸波频率也明显变宽,最大吸收峰从15.63db增加到21.76db。

塑木复合材料是利用塑料和天然纤维(锯木屑、稻壳、麦秸、玉米杆、花生壳等),加入一定量的助剂,经过专用配混、成型设备加工制成,统称为"wpc"。塑木复合材料制品具有强度大、硬度高,耐酸碱、抗腐蚀、不变形、不含甲醛、容易回收利用等显著特点,可制成各种截面形状和尺寸,既保留了木材的加工性能和

以松香、二乙撑三胺和12-羟基硬脂酸为原料,合成了松香超分散剂(rdh)。用rdh对高密度聚乙烯塑木复合材料进行改性,研究了rdh对塑木复合材料力学性能、热性能等的影响,并用扫描电镜(sem)观察复合材料的冲击断面形貌。结果表明:经rdh改性后,塑木复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了35.2%和21.5%。rdh的加入改善了复合材料的热稳定性,储能模量提高,损耗因子降低。

以紫外光稳定剂531和抗氧剂2246为光氧稳定剂,研究了塑木复合材料受光氧影响时的弯曲性能、色泽变化、氧化诱导期和外观变化。研究表明,经紫外光照射后,光氧稳定剂对材料的弯曲性能影响不大,但添加有光氧稳定剂的材料的表面色泽变化小,发白不明显。在紫外光稳定剂531和抗氧剂2246的添加量分别为0.3%时,材料经300h紫外光照射后δe=5.3,较未添加时的δe=9.3,减少了43.0%;氧化诱导期从919s,延长到1553s。

美国crompton公司新推出木纤维／天然纤维填充聚乙烯（pe）复合材料偶联剂polybond3029，是马来酸酐接枝pe，有粒料和微粒料2种粒子供客户选购。该产品也推荐用于作为石英、玻璃纤维、氢氧化铝（ath）和其他填料填充pe的偶联剂和作为pe与尼龙、evoh等极性聚合物的相容剂：该牌号的上市增加了crompton公司塑木复合材料（wpc）加工用助剂的实力。wpc是目前增长快速的市场，老牌号有木纤维填充聚丙烯（pp）用偶联剂polybond3200。

本文通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(hdpe)/竹粉/复合材料,研究了偶联剂和润滑剂对复合材料的payne效应和似固体行为的影响。结果表明,铝钛复合偶联剂含量对竹塑复合材料g’及g’’应变依赖性并没有多大影响;对竹塑复合材料体系内部微结构产生影响。随着铝钛复合偶联剂含量的变大,低频区g’对频率的依赖性慢慢变大,第二平台现象慢慢变得不明显。此外铝钛复合偶联剂含量的变化还影响g’及tanδ的值,但对η*及g’’的影响不大。润滑剂的加入对竹塑复合材料payne效应敏感性没有太大影响。

美国俄亥俄州independance的ferro公司聚合物添加剂部和着色部新推出塑木复合材料（wpc）用系列着色剂，是该公司为满足增长的wpc市场而开发的专用添加剂之一，其他还有润滑剂和uv（紫外）稳定剂。新系列产品有5种颜色（柚木棕、红杉，风化灰、深灰和红木），不含硬脂酸金属盐，能与大部分高性能wpc相容，除上述5种标准颜色外，ferro公司还能供应客户指定颜色产品。

美国俄亥俄州independance的ferro公司聚合物添加剂部和着色部新推出塑木复合材料(wpc)用系列着色剂，是该公司为满足增长的wpc市场而开发的专用添加剂之一．其他还有润滑剂和uv(紫外)稳定剂。新系列产品有5种颜色(柚木棕、红杉、风化灰、深灰和红木)．不含硬脂酸金属盐，能与大部分高性能wpc相容．

采用硅烷偶联剂kh-560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面涂覆处理,以改善其胶接性能。利用ftir、xps和胶接强度测试等方法研究了硅烷偶联剂处理对聚乙烯木塑复合材料胶接性能的影响。结果表明,经机械打磨,硅烷偶联剂涂覆处理后,偶联剂与复合材料表面形成化学键接;并在材料表面引入了环氧基团,从而提高了环氧树脂胶黏剂与聚乙烯木塑复合材料的黏接强度。偶联剂的处理效果受偶联剂的质量分数、处理温度和时间的影响较大,当偶联剂质量分数为5%、处理温度120℃、处理时间为20min时,涂覆处理聚乙烯木塑复合材的黏接性能最佳。