论文总字数：16132字

摘 要

木塑复合材料是一种主要由木材或者纤维素为基本材料与塑料合成而制成的复合材料。它既有木材美观的质感，也可以二次加工，耐用，寿命长，硬度比塑料高得多，具有良好物理性能，它还具有热塑性塑料的加工性能，是一种环保型材料。本文研究了在通过双螺杆挤出机挤出造粒过程中引入不同亚临界流体（亚临界水、亚临界正丙醇、亚临界乙醇），并测试木塑复合材料机械性能，包括弯曲性能，冲击性能，拉伸性能等，综合考虑复合材料的力学性能。经实验结果表明，加入亚临界流体的木塑复合材料的力学性能比不加亚临界流体的明显要好，并且加入亚临界乙醇的木塑复合材料力学性能最好，其拉伸强度，弯曲强度，弯曲模量和无缺口冲击强度都在190℃达到最高值，分别是23.5 MPa、52.5 MPa、4792.0 MPa和5.9 kJ•m^-2。

关键词：木塑复合材料 亚临界流体 力学性能

Effect of fluid mechanics of polypropylene varieties on the properties of wood plastic composite materials

Abstract

Wood plastic composite material is a mainly composed of wood or cellulose as basic materials and synthetic plastic made of composite material.It is a beautiful wood texture, secondary processing, durable, long service life, hardness is much higher than that of plastic, with good physical properties, it also has thermal plastic plastic processing performance, is a new type of environmentally friendly materials. In this paper, different sub-critical fluids are introduced in the extrusion granulation process of twin-screw extruder（Subcritical water, Subcritical N-propanol,Subcritical ethanol）, and test the mechanical properties of wood plastic composite materials,including flexural properties, impact properties, tensile properties, the mechanical properties of composite materials are considered. According to the result of the experiment, adding significantly better subcritical fluid of wood plastic composite materials mechanical properties Bibujiaya supercritical fluid, and join the subcritical alcohol wood plastic composite material mechanics performance is best.Its tensile strength, flexural strength, flexural modulus and no notched impact strength reached the highest value at 190℃, respectively is 23.5 MPa、52.5 MPa、4792.0 MPa and 5.9 kJ•m^-2.

Key Words: Wood plastic composites; Subcritical fluid; Mechanical property

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前 言 1

第二章 文献综述 3

2.1木塑复合材料 3

2.1.1木塑复合材料定义 3

2.1.2木塑复合材料的特点 3

2.1.3木塑复合材料的应用 4

2.1.4木塑复合材料的制备方法 4

2.1.5木塑复合材料的加工工艺和配方设计 5

2.1.6木塑复合材料的研究现状 5

2.2亚临界流体 6

2.2.1亚临界流体的定义 6

2.2.2亚临界流体的性质 7

2.2.3亚临界流体的应用 7

2.2.4亚临界流体挤出技术对木塑复合材料的影响 8

2.3本论文研究目的和内容 9

第三章 实验部分 10

3.1试验原料 10

3.2试验设备 10

3.3木塑复合材料试样的制备 10

3.4实验流程图 11

3.5木塑复合材料力学性能测试 12

第四章 结果与讨论 14

4.1亚临界流体对木塑复合材料力学性能的影响 14

4.2对木塑复合材料进行红外分析 16

4.3对木塑复合材料进行电镜扫描 17

第五章 结 论 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 前 言

木塑复合材料(wood plastic composites，缩写为WPC)是一种新型的复合材料，它的基体原料是热塑性树脂，其填料或者增强原料是木质纤维，并加入必要的改性剂和工艺助剂，通过熔融分散混合加工制成一种新品种的环保型材料^[1]。它具有塑料和木材的长处，并且价格便宜，能多次使用，可以被用作生物降解，且强度和硬度高等特色，具有很强的可使用性。

近年来，全球生态环境和资源危机等问题引发了全世界各领域对保护生态、 环境与社会经济可持续发展研究的热潮，所以一些可以满足环保要求的新材料不断涌现。其中木塑复合材料就是一种很有潜力的新型复合材料，具有绿色环保的特点，此材料在西方工业发达国家的汽车工业中已经广泛应用，被看作现代能进行汽车工业方面的“绿色革命”，而且目前正向其它工业渐渐扩展^[2]。木塑复合材料是一种新型复合材料，其基体是各种各样的木纤维材料，并和多种不一样的热塑性塑料反应而成，但是，木粉和热塑性塑料都很容易燃烧，并且在燃烧过程中还会产生出大量浓烟和有害气体，所以，在人们居住空间的装饰性和适宜性被满足的同时，居住空间的安全性问题也应当引起高度重视。

据了解，木塑复合材料能够充分的使用废弃塑料与废弃木材，将各组分的优点充分发挥出来，减少在使用过程中较低的木材性能、较大的变异能力以及较低的材料弹性性能等缺点，可以减少环境污染。其制品有较广泛的用处，能使用比较长的时间，能很好的代替木材。利用木质纤维作为增强热塑性树脂基体变得越来越普遍，在聚合物基质中嵌入木纤维限制水分吸收，因此避免了真菌的生长和生物降解性的木材的分数。与无机填料相比，木质纤维发挥优势的生物可降解性、 广泛的可用性、低密度、优异的力学性能、相对较低的成本。已用于聚烯烃中的植物纤维素纤维包括植物纤维 (WF)，纤维素纤维，亚麻纤维，黄麻纤维，稻壳，木屑，小麦秸秆，椰子纤维，洋麻纤维，棉玄武岩，竹纤维，香蕉纤维等等。在结构方面植物纤维主要包含三个主要的聚合物，即纤维素、半纤维素以及木质素。木质素是一种由无定形、高度复杂的高分子聚合物所组成的苯基丙烷单位。纤维素是一种重复β-D-葡萄糖单位均聚物^[3]。

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