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摘 要

木塑复合材料是用途广泛的新型材料之一。本实验介绍了木塑、偶联剂、亚临界流体以及利用亚临界流体挤出法制备复合材料，并且通过实验研究硅烷偶联剂KH550对复合材料的性能影响。

本文主要研究硅烷偶联剂KH550对复合材料的性能影响，包括弯曲性能，冲击性能，拉伸性能等，随KH550在乙醇中的含量的增加性能加强，最终能达到一个最佳值。加入偶联剂KH550的木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和无缺口冲击强度分别为44.32Mpa、88.44Mpa、6579.36Mpa和7.12kJ•m^-2，比未加入KH550的木塑复合材料的力学性能高。所以偶联剂KH550的加入可以大幅度的提高复合材料的力学性能。

关键词：KH550 亚临界 木粉 木塑 偶联剂

Effect of coupling agent on properties of polypropylene wood plastic composite materials

Abstract

Wood plastic composite material is one of the most widely used new materials. This experiment introduces WPC, coupling agent, subcritical fluid and using subcritical fluid preparation for composite materials by extrusion and the effect of silane coupling agent KH550 on the properties of the composites was studied by experiments.

In this paper, the effect of silane coupling agent KH550 on the properties of the composites was studied, including flexural properties, impact properties, tensile properties, etc. With the increase of the content of KH550 in ethanol to enhance the performance, eventually reach an optimal value. Adding KH550 coupling agent for wood plastic composite material tensile strength, flexural strength, flexural modulus and un-notched impact strength were 44.32Mpa, 88.44Mpa, 6579.36Mpa and 7.12kJ•m^-2, than no addition of high mechanical properties of wood plastic composite materials with KH550. So the addition of coupling agent KH550 can greatly improve the mechanical properties of the composites.

Key words: KH550; subcritical fluid; wood flour; wood plastic composite (WPC) ; coupling agent

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

第二章 文献综述 2

2.1木塑 2

2.1.1木塑复合材料简介 2

2.1.2制备木塑复合材料制时存在的问题 3

2.1.3木塑复合材料的发展 3

2.3 偶联剂 5

2.3.1 KH550简介 6

2.4 超/亚临界流体 7

2.4.1 超/亚临界流体简介 7

2.4.2 超/亚临界流体的性质 7

2.4.3 超/亚临界流体的应用 8

2.5 本论文研究目的、意义和内容 9

第三章 实验部分 10

3.1实验原料 10

3.2 仪器与设备 10

3.3试验方法 10

第四章 结果与讨论 12

4.1偶联剂对木塑复合材料的性能影响 12

4.2红外分析 15

4.3扫描电镜图 16

第五章 结论 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 前言

随着全球经济的迅速发展，人们对塑料的需求量大大的增加，但是随之而来的废旧塑料和垃圾对环境污染严重。世界各地都对废旧塑料的污染加强了治理，同时为了防止环境进一步污染，对开采森林资源的限制力增强。在这种情况下，随着经济和科学技术的迅速发展，人们对产品的要求日益增加，这就导致对材料的品质越发苛刻。复合材料满足了现代人们对材料的需求，各种材料之间在性能上互相弥补，使复合材料的各方面性能优于原组成材料^[1]。木塑复合材料的各方面性能比木材和塑料的性能要高出许多。木塑复合材料是指由树脂填充改性的热塑性塑料材料，也具有塑料和木材的性能和成本，可以代替木材和塑料的新型复合材料^[2]。

木塑复合材料制备的工艺流程，主要有塑料的粉碎、洗涤、干燥、造粒、表面处理，塑料木粉的混合及产品成型工艺。木塑复合材料的制备过程，可用挤出制备方法，使复合原料通过一个模具连续地生成所需的型材，由于挤出法能够加工高黏度的熔融混合物料并且能形成长的型材。还有其他各种挤出机和加工工艺。一些工厂采用单螺杆挤出机使原料混合和挤出成型一起完成。一些工厂使用两个挤出机前后串联，一个用于原料混合，另一个用于成型。木材中的水分可以在加工前提前去除。

挤出成型工艺是最常用的工艺。一般采用双螺杆挤出机，也可以用同向平行双螺杆挤出机或者异向锥形双螺杆挤出机。

本文主要对偶联剂KH550对聚丙烯木塑复合材料性能的影响进行研究探讨。

第二章 文献综述

2.1木塑

2.1.1木塑复合材料简介

很久以前，人们曾把稻草和木屑和泥巴混合来建筑坚固的房屋。所以木材在当今时代已经不是什么新鲜事物了。木材是自然界中纯天然的复合材料，还有人类的骨骼是由胶原蛋白、磷酸氢钙和一些蛋白质组成的复合材料。热固性复合材料是由分散在聚合物基体中长而连续的纤维构成的，其中玻璃纤维是最早被发展的这类复合材料为。通常作为基体的有聚乙烯，环氧乙烷，用玻璃纤维增强的乙烯基酯，碳和芳纶纤维。

拥有超强性能（如高模量，抗蠕变，抗冲击和阻热等）的复合材料。已经代替钢筋，存在于混凝土中、建筑、运输、海洋、航空、化工等各个行业。为了增强所需的性能，使用合成纤维也是一个选择，但这就增加了材料的粘度，导致了材料的部分取向，增加了对模具和机器的磨损。

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