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摘 要

本文以桉木粉按60%的量和30%聚苯乙烯、10%的相容剂、亚临界流体以及NaOH为原料在高速混合机中混合5min，经挤出注塑制备聚苯乙烯基木塑复合材料。控制共溶剂NaOH添加质量分数，来研究对木塑复合材料的性能影响，使用力学性能测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)法对木塑复合材料性能进行测试，并以木塑复合材料性能最优为评价标准对共溶剂NaOH添加质量分数的配方进行评价。结果表明：共溶剂NaOH的加入使复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋势。综合性能测试，NaOH质量分数在4%的时候，力学性能最好，冲击强度，拉伸强度，弯曲模量，弯曲强度的峰值分别为10.91kJ/m2，37.72MPa，5810MPa，67.81MPa。从红外光谱和扫描电镜分析也进一步证实了4% 共溶剂NaOH添加质量分数对提高木塑复合材料的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 木纤维 界面改性

Preparation of Polystyrene based Wood-plastic Composites with Sodium hydroxide as Co-solvent

Abstract

In this paper, eucalyptus powder was mixed with 30% polystyrene, 10% compatibilizer, subcritical fluid and NaOH in a high speed mixer for 5min at 60% volume.Control of cosolvent NaOH added mass fraction, to study the influence on the performance of wood plastic composite, using mechanical properties test, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscope (SEM) method to test the performance of wood plastic composite material, and wood plastic composite materials performance as well as the optimal evaluation standard of cosolvent NaOH added mass fraction of formula to evaluate.The results showed that the mechanical properties of the composites increased first and then decreased with the addition of NaOH.When the NaOH mass fraction is 4%, the mechanical properties are the best,The peak of impact strength, tensile strength, flexural modulus, and bending strength are 10.91kJ/m², 37.72MPa, 5810MPa, 67.81MPa, respectively.The results of ir and sem also confirmed that the addition of 4% common solvent NaOH had the best effect on improving the interfacial compatibility of WPC.

Keywords: Wood-plastic-composites:Polystyrene; Compatilizer; Xylon; Interfacial Modification

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 3

1.1 木塑复合材料相关概念以及特征 3

1.1.1 木塑复合材料概念 3

1.1.2 木塑复合材料特征 3

1.2木塑复合材料的研究进展 5

1.3 亚临界流体简述 6

1.3.1 亚临界流体相关概念 6

1.3.2 性质 7

1.3.3 应用 7

1.4 木塑复合材料的改性 8

1.4.1 植物纤维的处理 8

1.4.2 添加改性剂 9

1.5 研究木塑复合材料目的和意义 10

第二章 实验部分 12

2.1实验用原料以及相关仪器设备 12

2.2相关使用仪器及设备 12

2.3 实验过程 12

2.4试样及测试方法 14

第三章 结果与分析 15

3.1 共溶剂NaOH添加质量分数对木塑复合材料力学性能的影响 15

3.2 红外光谱分析 16

3.3 扫描(SEM)形貌观察 17

第四章 总结与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 21

致 谢 23

第一章 绪论

人们历史上使用材料也有几千年了，但是不论从使用青铜器到现代合成材料的过程中，人类日常生活中占据大比重的是木材。即使现在有多种多样的新材料，但是人们却从未改变对木制品的喜爱。而全世界森林资源慢慢减少，由于砍伐大量的森林，已对环境造成难以挽回的影响。虽然各国都出台了很多保护森林资源的法律法规，然而我们都要面对的一个严重问题——天然木材正一天天减少，短缺，直至枯竭。因而许多木料加工的企业也在尽力将其转变成新产品且具有高附加值的途径。塑料的循环使用也是现代人们的重要的研究方向，怎么样找到一种对废弃塑料再次回收利用的有效途径已然成为塑料加工业考虑如何筛选出合适材料的重要条件之一。就是在这种情况下，木塑复合材料横空而出[1]。

1.1 木塑复合材料相关概念以及特征

1.1.1 木塑复合材料概念

本文研究的木塑复合材料是由桉木粉，热塑性弹性体聚苯乙烯基，马来酸酐相容剂按照特定比例，通过挤出、热压、注塑等加工工艺，形成一种复合型且不会对环境造成恶劣影响的新型材料[2]。木塑复合材料由于享有木材与塑料两种优点，近年来在建筑、家具、装饰、包装运输和汽车内饰等领域得到了迅猛的发展，是一种优良的绿色环保材料[3]。

基于聚苯乙烯的木塑料复合材料（PS-WPC）是由桉木粉，聚苯乙烯（PS）以及相容剂经过一系列的加工处理形成的[4]。这类材料主要用来取代天然材料。和PE木塑复合（PE-WPC）相比，PS-WPC具有很多的优点，例如：高硬度，高弹性模量，良好的耐磨性和较高的热变形温度[5]。

1.1.2 木塑复合材料特征

聚苯乙烯和桉木粉作为基本原料生产出来的新型复合材料，由于同时存在塑料和木纤维，也就会表现出这两种物质的一些特性。

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