木塑复合材料的热稳定性研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mint_z
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研究和开发综合性能优越的木塑复合材料,不仅能够发挥木塑复合材料力学性能好、产品加工性能好等优势,还能够减少工程塑料废弃后引起的白色污染问题,缓解我国木材资源不足与木材加工行业木材需求短缺之间的矛盾。木塑复合材料在使用过程中会遇到老化的问题,塑料基体容易发生热氧化,直接影响木塑复合材料的热稳定性,从而限制了木塑复合材料应用领域,并降低木塑复合材料的使用寿命。研究木塑复合材料的热稳定性,对于制定热稳定性试验方法标准,指导木塑复合材料生产和应用具有重要的意义。  论文以木塑复合材料为研究对象,探究试验仪器、样品规格与质量、测试温度、升温速率、成型方法等因素对热稳定性指标——氧化诱导时间的影响,制定出木塑复合材料热稳定性测试的试验方法。研究结果表明,与耐驰热重-差示扫描联用仪(STA449F3)相比较,用差示扫描量热仪(DSC200F3)测试木塑复合材料热稳定性,测试数据的可比性、重复性更好;DSC200F3测试范围更广,适合于不同配方的木塑复合材料热稳定性测试;用差示扫描量热仪(DSC200F3)测试热稳定性,样品规格及质量、测试温度、升温速率和成型方法对木塑复合材料的热稳定性数据有一定的影响,合适的测试条件为粉状试样质量10mg、测试温度200℃、升温速率20℃/min、N2流量50mL/min、O2流量50mL/min。  论文研究了塑料基体材料对木塑复合材料热稳定性的影响。研究结果表明,为了准确地比较木塑复合材料的热稳定性差异,可采用氧化诱导时间和氧化诱导温度协同测试,氧化诱导时间越长、氧化诱导温度越高,木塑复合材料的热稳定性越好,反之则热稳定性越差;塑料基体材料对木塑复合材料氧化诱导时间和氧化诱导温度影响显著,不同塑料基体材料制备的木塑复合材料热稳定性存在明显差异,说明木塑复合材料热稳定性不仅与塑料基体种类有关,而且与塑料型号及塑料自身性能指标相关;木粉/PE复合材料、木粉/PP复合材料和木粉/PVC复合材料的氧化诱导时间分别为44.3min、28.2min和8.3min,氧化诱导温度分别为262.3℃、250.8℃和239.3℃。  论文以木粉和竹粉为增强相,研究了木塑复合材料和竹塑复合材料的热稳定性。研究结果表明,植物纤维增强塑料复合材料的热稳定性指标——氧化诱导时间和氧化诱导温度与植物纤维种类关系密切;木粉/聚丙烯复合材料与竹粉/聚丙烯复合材料热稳定性有显著的差异,较少的木粉用量对木粉/聚丙烯复合材料热稳定性指标——氧化诱导时间和氧化诱导温度影响不明显,木粉添加量超过60%时,木粉/聚丙烯复合材料热稳定性指标——氧化诱导时间和氧化诱导温度随着木粉用量的增大而提高,而竹粉用量对竹粉/聚丙烯复合材料热稳定性影响不显著。  论文研究了抗氧剂对木塑复合材料热稳定性的影响。研究结果表明,抗氧剂可以显著提高木塑复合材料热稳定性;与抗氧剂1010相比,抗氧剂1024可更好地提高木粉/聚丙烯复合材料热稳定性;木粉/聚丙烯复合材料的热稳定性指标——氧化诱导时间和氧化诱导温度会随着抗氧剂用量增加而提高,较适宜的抗氧剂用量为0.3%,与未添加抗氧剂相比,木粉/聚丙烯复合材料的氧化诱导时间延长了25.3min,氧化诱导温度升高了22.4℃。
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