摘要: 木塑复合材在挤出加工过程中存在着高木材填充量时带来的加工困难、界面结合强度低、材性变差等问题。改善木材的热塑性，能在很大程度上解决高木材含量的木塑复合材料成型加工问题。但由于木材细胞壁中纤维素的结晶度高以及纤维素、半纤维素和木质素... 展开 木塑复合材在挤出加工过程中存在着高木材填充量时带来的加工困难、界面结合强度低、材性变差等问题。改善木材的热塑性，能在很大程度上解决高木材含量的木塑复合材料成型加工问题。但由于木材细胞壁中纤维素的结晶度高以及纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分间相互作用，使其表现出较高的刚性，不能受热熔化。由此，课题组提出采用离子液体实现木材在木塑复合材挤出过程中的高效塑化。本论文分别研究木材的三种主要成分在木塑复合材料加工过程中对材料流变性的影响，为进一步寻找合适的木材塑化改良用离子液体或合成离子液体并探究其作用机理奠定基础。本文采用NaClO2、NaOH、CH3COOH等试剂对杨木粉进行处理，分离得到综纤维素、脱半纤维素木粉及α-纤维素样品，并分别用激光粒度分析仪、傅里叶红外分析仪、X射线衍射仪及热重分析仪对木粉及三种样品进行评价表征。分别对杨木粉及其细胞壁成分提取物与高密度聚乙烯共混物（即Holocellulose-HDPE，WF-HDPE，Hemi extracted WF-HDPE和α-cellulose-HDPE）的转矩流变性、动态和稳态流变性质进行评价和研究。 研究表明，本文所使用的主成分分离提纯方法能够有效的去除指定组分，木粉和综纤维素中的纤维素构型均为Ⅰ型，而脱半纤维素木粉样品中的纤维素及α-纤维素构型为Ⅱ型，四种样品中木粉的结晶度最低，α-纤维素的最高。木材中半纤维素的热稳定性最差，且失重区间较窄，木质素的热稳定性最好，失重区间也很宽，贯穿整个木粉分解过程。 利用转矩流变仪及MiniLab微型混合流变仪研究转矩、温度与时间、压力以及压力降与时间的关系，结果表明四种共混体系的物料在全部加入完毕时，转矩及压力达到最大值，温度出现最低值，一段时间后各曲线趋于平稳。四种共混体系的四种曲线特征的高低顺序皆为α-cellulose-HDPE＞ Hemi extracted WF-HDPE＞ WF-HDPE＞ Holocellulose-HDPE，表明木材三种主成分中纤维素是阻碍细胞壁塑性加工最重要的因素，最不利于复合材料挤出成型加工，木质素其次，半纤维素对挤出加工影响最小。 采用旋转流变仪进行动态频率扫描发现，四种共混体系都随着频率的增加而明显地表现出弹性及粘性特征，同种样品的弹性行为要比粘性行为明显，表现出较差的复合加工性。四种共混体系呈现出明显的“剪切变稀”现象。在同一频率下四种共混体系的G'、G"、η*及tanδ的高低顺序与转矩流变结果一致，即从动态流变学的角度而言，三种成分对复合材料塑性加工的影响与转矩流变测试得到的结论一致。 毛细管流变分析表明，在同一剪切速率下，四种共混体系剪切应力及剪切粘度的高低顺序与上述两种流变测试结果一致，即从稳态剪切流变的角度，再一次说明了木材的三种主成分对复合材料挤出加工性的影响。 收起