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摘 要

本文采用亚临界流体挤出法，亚临界流体为正丙醇。以60%木粉、30%聚苯乙烯、10%相容剂为原料在高速混合机中混合五分钟，温度控制在190 °C，再辅以共溶剂KH550制备聚苯乙烯基木塑复合材料。通过控制共溶剂KH550的质量分数，要研究探讨其对聚苯乙烯基木塑复合材料性能的影响，并且以木塑复合材料综合性能最优为标准，对共溶剂KH550添加的质量分数进行评判。结果显示，随着共溶剂KH550质量分数的增加，木塑复合材料的力学性能先增大后减小。从综合性能看，KH550在质量分数3%时，力学性能最优。此时冲击强度11.29kJ/ m²、拉伸强度39.57MPa、弯曲强度70.69MPa、弯曲模量5886MPa。另外，红外光谱分析和扫面电镜分析也从侧面证实KH550质量分数为3%时对提高聚苯乙烯基木塑复合材料界面相容性的效果最好。

关键词 木塑复合材料 聚苯乙烯 共溶剂 亚临界流体

Abstract

Subcritical fluid extrusion method is adopted in this paper. Subcritical fluid is n-propanol. Using 60 % wood powder, 30 % polystyrene, and 10 % phase tolerance as raw materials, the mixture was mixed for five minutes in a high-speed mixing machine, and the temperature was controlled at 190 °C. The polystyrene wood composite material was prepared with the co-solvent KH550. By controlling the quality fraction of the co-solvent KH5 50, the effects on the properties of polystyrene based wood plastic composites should be studied. The mechanical properties test, FTIR and SEM were used to analyze the composite properties of polystyrene based wood plastic composites, and the optimum composite properties of wood plastic composites were taken as the standard. The quality score of the addition of co-solvent KH5 50 was evaluated. From the perspective of comprehensive performance, KH5 50 has the best mechanical performance at a mass fraction of 3 %.At this time, the impact strength is 11.29kJ/m², the tensile strength is 39.57MPa, the flexural strength is 70.69 MPa, and the flexural modulus is 5886 MPa .In addition, infrared spectroscopy and scanning electron microscope analysis also confirmed that the KH50 quality score of 3 % was the best for improving the interface compatibility of polystyrene based wood plastic composites.

Keyword :Wood-plastic composites; PS; Cosolvent; Subcritical fluid

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1木塑复合材料的分类及特点 2

1.1.1木塑复合材料的分类 2

1.1.2木塑复合材料的特点 3

1.2.1优势 4

1.2.2劣势 4

1.3木塑复合材料的发展前景 4

1.4木塑复合材料的改性 5

1.4.1表面改性 5

1.4.2増韧改性 6

1.5.1概念 7

1.6 KH550简介 8

1.7研究木塑复合材料的目的意义和研究内容 9

第二章 实验部分 10

2.1实验原料 10

2.2 实验仪器及相关设备 10

2.3 实验过程 10

2.4测试方法 11

2.4.1 力学性能测试 11

2.4.2红外分析 11

2.4.3扫描电镜分析 12

3.1 KH550含量（质量分数）对木塑复合材料力学性能测试分析

13

3.3扫面（SEM）形貌分析 15

第四章 总结与期望 17

4.1 总结 17

4.2 未来期望 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

近几年来,随着倡导经济的可持续发展，保护生态环境的观念日益深入人心,越来越多的人开始注重生态保护。作为高新产业，新材料的发展也开始往环保方面靠近。在关于木材高新技术的研究方面,木塑复合材料是最新一种具有发展潜力的新型材料,是当今为止木材科学与技术领域的重要发展方向之一。木塑复合材料(WPC)是木纤维增强聚合物基体的通用名称。木塑， 是最近以来发展最为快速的一类新兴材料，指的是利用传统塑料，代替平常所需要的的树脂，与适量的的木粉结合，经化学反应，让两者充分结合，形成一种全新的物质，再经过挤压等一系列塑料加工工艺，生产出我们所需要的东西。中国虽然国土面积比较大，但是天然木材资源比较贫乏，合理有效地开发和利用有限的木材资源，不但能有效的控制资源利用，而且对中国经济健康的可持续发展有着非常深远的意义。

图1-1

Fig.1-1

如上图所示，这是2010年上海世博会芬兰馆“冰壶”。

目前来看，由于天然木的保护和保护环境的观念，人们对于天然木的需求越来越少。因此，人工林^[1]木材正在逐渐成为代替天然木的替代品，并且可以有效的解决今后木材资源缺乏的现象。随着国家政策的不断提出，天然林保护受到更多的正视，保护力度在不断地加强，木材商人只能寄希望于人工林木材，在人工林木材身上寻找商机。他们认为，在未来相当长的一段时间内，人工林会逐步取代天然木，但是天然木仍然有着不可小觑的作用。但是随之而来的是，人工林木材不像天然木那样优质，容易遭受木材的通病——虫蛀，而且部分木材强度比较低，无法达到我们预期的效果，因为这些缺点，很大程度上限制它们在高端品质木制品中的应用。

木塑复合材料的出现，在很大程度上地解决了中国目前木材资源匮乏^[2]的问题。木塑复合材料结合了木材和塑料两者的优点，具有成本低、密度较低和生物可降解性等特性。木塑复合材料在新世纪被认为是一种最新型的绿色材料，它可以在绝大部分领域去代替木材，并且，它还同时具备了塑料的一些优点。另外，木塑复合塑料在物理力学性能和加工力学性能方面^[10]表现良好，在国内外主要用于建筑材料、装饰材料等。因此，木塑复合材料被认为是一种具有前途的新型绿色环保材料，因为它具有独特的环境可接受和可再生的特性^[12]。

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