摘要: 木塑复合材料具有比强度高、可生物降解、成本低等优点而广泛应用,但是随着木粉填充量的增加,复合体系的界面相容性变差,力学性能下降,体系粘度增加,加工困难。同时,国内关于指导木塑配方设计和制备的流变理论较少。因此对其流变理论、加工工艺和高木... 展开 木塑复合材料具有比强度高、可生物降解、成本低等优点而广泛应用,但是随着木粉填充量的增加,复合体系的界面相容性变差,力学性能下降,体系粘度增加,加工困难。同时,国内关于指导木塑配方设计和制备的流变理论较少。因此对其流变理论、加工工艺和高木粉填充量下提高复合材料力学性能等方面的研究显得尤为迫切。 本文对聚丙烯(PP)/杨木粉复合材料的制备、结构及性能进行了研究。主要内容有:采用熔融共混法制备了PP基木塑复合材料,并对其进行了表征;使用RH7-D型高级毛细流变仪测试流变性能,确定了木塑配方各变量与复合体系粘度的定量关系,建立了稳态下复合体系的表观粘度数学模型;通过自制多功能全电动复合材料流变特性测试仪(CVDRC)研究了振动力场下不同振动强度对复合体系的表观粘度和结构的影响;采用不同弹性体和马来酸型相容剂对复合材料进行了协同增韧增容正交试验,极差分析和综合平衡法得出了最佳增韧增容配方,并探讨了协同增韧增容对复合材料结构和性能的影响。 结果表明:杨木粉的加入起到纤维增强和异相成核的作用,提高了复合体系的冲击、弯曲强度和结晶性能,但随着木粉填量增加,复合体系的拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性迅速下降,PP分子链段运动空间的位阻效应加大,结晶度下降,随着木粉粒径的减小,复合体系的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量呈下降-上升-下降变化,冲击强度呈上升-下降-上升-下降变化;稳态和振动场下流变测试表明,复合体系属于“假塑性”和幂律流体,表现剪切变稀行为,对温度具有很强的依赖性,随着木粉填量增加和温度下降,体系表观粘度?a和剪切应力?增加,随着振动强度增加,复合体系的动态粘度下降,木粉粒子在PP中的分散性改善;在合理假设下,建立了稳态复合体系的表观粘度数学模型;由 SEM分析可知，SBS、EVA-g-MAH、PP-g-MAH、SEBS-g-MAH协同增容增韧改善了复合材料界面相容性,同时,体系的力学性能、表观粘度和热稳定性增加,结晶性能下降;由极差分析和综合平衡法后得出最佳增韧增容配方,即SBS:5 wt%，EVA-g-MAH:3 wt%,PP-g-MAH:10 wt%,SEBS-g-MAH:2 wt%。 收起