復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料性能的影響畢業(yè)論文

論文題目復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料性能的影響學(xué)院材料工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)材料科學(xué)與工程20XX級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師、職稱XXX教授20XX年XX月XX日INFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONPROPERTIESOFLIGHTWEIGHTWOODPLASTICCOMPOSITESMATERIALSCOLLEGEMATERIALENGINEERINGCOLLEGESPECIALTYANDGRADEMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING，20XXNUMBERNAMEADVISORPROFESSORXXXSUBMITTEDTIMEXXXX，20XX目錄摘要1關(guān)鍵詞1ABSTRACT2KEYWORDS21引言311國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀312研究?jī)?nèi)容及意義42試驗(yàn)原料與試驗(yàn)方法421試驗(yàn)原料4211材料4212儀器422試驗(yàn)方法5221確定復(fù)合工藝因子因子5222試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)6223具體實(shí)驗(yàn)步驟63結(jié)果與討論1031試驗(yàn)結(jié)果10311復(fù)合工藝對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響分析10312復(fù)合工藝的含水率的影響分析11313復(fù)合工藝對(duì)吸水厚度膨脹率的影響分析12314復(fù)合工藝對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響分析134結(jié)論1441結(jié)論1442存在的問題與建議14參考文獻(xiàn)16致謝17摘要本文利用木纖維與聚苯乙烯制備復(fù)合材料，分析熱壓時(shí)間、熱壓溫度、塑料配比等工藝因子對(duì)復(fù)合材料性能的影響，確定制得最佳材料性能的復(fù)合工藝條件。結(jié)果表明，當(dāng)溫度為140、熱壓時(shí)間為7MIN、塑木質(zhì)量比為03時(shí)，所得復(fù)合板的各項(xiàng)性能最佳。溫度較高時(shí)，木纖維降解加劇，塑料熔融，性能反而有所下降。熱壓時(shí)間過短時(shí)，木材發(fā)泡不充分，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度較差；木塑比為103時(shí)效果最好，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度低，吸水膨脹率高，塑料含量高時(shí)，靜曲強(qiáng)度低。通過極差分析得，本研究的最佳工藝條件為熱壓溫度為140，熱壓時(shí)間為7分鐘，木塑比為103。關(guān)鍵詞木纖維；可發(fā)性聚苯乙烯；復(fù)合工藝ABSTRACTTHEINFLUENCEOFTHEPROCESSFACTORSONTHEPHYSICALPROPERTIESOFWOODPLASTICCOMPOSITESWASINVESTIGATEDPOLYSTYRENEANDXYLEMFIBERWEREUSEDASTHEMAINRAWMATERIAL,ANDTHEVARIOUSPROCESSFACTORSSUCHASDIFFERENTKINDSOFPLASTICS,THEMIXINGRATIOBETWEENTHEWOODMATERIALANDITSPLASTICCOUNTERPARTANDHOTPRESSINGTEMPERATURE，WEREEXAMINEDTHERESULTSSHOWTHATWHENTHETEMPERATUREIS140,HOTPRESSINGTIMEWAS7MIN,WPCMASSRATIOOF03,MADETHEBESTPERFORMANCEOFCOMPOSITEPANELSATEXTREMELYHIGHTEMPERATURETHEWOODFIBERMATERIALDEGRADESDRASTICALLYANDPLASTICMELTINGTHEMIXINGRATIOBETWEENWOODANDPLASTICSHASITSBESTPERFORMANCEATTENTOONEWOODPLASTICSRATIOINTERNALBONDSTRENGTHDECREASEANDHIGHWATEREXPANSIONWHENTHEWOODPLASTICRATIOISLOWERANDPROPERTIESOFMORAREWEAKENEDWHENITBECOMESHIGHERBASEDONBOTHOFTHEMAXIMUMDIFFERENCEANALYSIS,THETESTSHOWSTHEOPTIMUMCONDITIONSFORWOODPLASTICSCOMPOSITESTOBEAHOTPRESSINGTEMPERATUREOF190,AHOTPRESSINGTIMEOF7MINANDAWOODPLASTICRATIOOF103KEYWORDSXYLEMFIBER,EXPANDABLEPOLYSTYRENE,COMPOUNDTECHNOLOGY1引言木塑復(fù)合材料是當(dāng)前木材科學(xué)與技術(shù)研究中十分重要的研究方向。該材料以木材為基本體,以塑料為功能體,通過不同的復(fù)合途徑形成木塑復(fù)合材料。由于它綜合了木材與塑料兩種材料的性能特點(diǎn),因而具有非常廣泛的應(yīng)用前景。木塑符合材料具有比單獨(dú)的木質(zhì)材料或塑料產(chǎn)品更優(yōu)異的性質(zhì)，是木材的理想替代品，它的出現(xiàn)可以減少廢棄木材和塑料對(duì)城市環(huán)境的污染，也適應(yīng)現(xiàn)代材料復(fù)合化的發(fā)展規(guī)律。如何利用合適材質(zhì)的木材加工余物和合適的塑料作為基體來得到性能優(yōu)良的輕質(zhì)木塑復(fù)合材料成為這一領(lǐng)域研究的關(guān)鍵，而準(zhǔn)確地確定各種影響復(fù)合性能的復(fù)合工藝因子則是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。本文我們選定了木纖維和可發(fā)泡性的聚苯乙烯作為原料進(jìn)行復(fù)合，在復(fù)合過程中可能會(huì)影響復(fù)合材料性能的因子主要有復(fù)合添加劑（酚醛樹脂膠）、復(fù)合溫度、復(fù)合時(shí)間、原料配比，在試驗(yàn)中我們利用正交試驗(yàn)法確定達(dá)到最佳產(chǎn)品性能的復(fù)合工藝影響因子，通過對(duì)復(fù)合板力學(xué)性能、吸水能力等的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行直接分析、計(jì)算分析和綜合分析來確定各影響因子的最佳值。11國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀木塑復(fù)合材料是以木材為主要原料，經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硎蛊渑c各種塑料通過不同的復(fù)合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料主要分為實(shí)木改性木塑復(fù)合材料和木質(zhì)纖維與塑料復(fù)合材料。前者的研究始于上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)采用的方法是使各種塑料單體通過常壓或真空擒住的方式進(jìn)入木材細(xì)胞強(qiáng)。然后用射線引發(fā)聚合，使塑料單體在木材細(xì)胞腔內(nèi)聚合形成成高分子材料。后者則是在上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新型復(fù)合技術(shù)，最初是將木粉作為一種填料加入到蘇來哦中用于改善制品的性能，降低塑料制品的價(jià)格。到了80年代，在拇指材料組員形態(tài)方面出木粉外，各種不同的組員形態(tài)如單板、大片刨花、細(xì)刨花、木纖維都以進(jìn)入與塑料復(fù)合的范疇。在復(fù)合途徑和技術(shù)方面，出了傳統(tǒng)的塑料加工技術(shù)外，其他技術(shù)如無紡織、人造板加工等也都成為木塑復(fù)合材料復(fù)合的重要技術(shù)手段。為得到最佳的影響因子相關(guān)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合行業(yè)對(duì)木塑復(fù)合材料的影響因子做了大量的研究工作。研究工作。其研究的主要方法是利用正交法進(jìn)行分析研究得出各種影響因子的最佳值。國(guó)內(nèi)在木塑復(fù)合工藝因子方面的研究成果主要有王正等選用2種人工林木材馬尾松與楊木和3種廢棄塑料聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯為原料,采用木材與塑料冷混熱壓工藝,通過正交試驗(yàn)研究不同樹種、木材組元形態(tài)、補(bǔ)強(qiáng)劑、塑料種類、板材密度及不同木塑混合比等復(fù)合工藝因子對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響。郭文靜等選用線性低密度聚乙烯LLDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS為原料,以2種比率與木纖維復(fù)合,用熱壓法制備了3種木塑復(fù)合材料,分析了塑料種類對(duì)復(fù)合材料的物理力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明LLDPE與木纖維的復(fù)合性能最好,其復(fù)合材料的抗沖擊性好,但彎曲強(qiáng)度和彈性模量最低PS與木纖維的復(fù)合性最差,其復(fù)合材料抗沖擊性很差,但彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量高木纖維與PP復(fù)合材料的綜合性能最佳。由此提出用LLDPE與PS共混改性制造木/塑復(fù)合材料的設(shè)想；畢克新等利用林木剩余物開發(fā)復(fù)合型木質(zhì)纖維保溫材料研究；國(guó)外在木塑復(fù)合方面的研究比較早。日本在木質(zhì)纖維與聚苯乙烯泡沫復(fù)合、刨花與硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯復(fù)合等方面的研究有較大進(jìn)展美國(guó)林務(wù)局林產(chǎn)品研究所也使用鐵杉纖維與聚氨酯、聚苯乙烯等泡沫塑料復(fù)合,研制出一系列木質(zhì)纖維復(fù)合保溫材料,用于建筑、化工和電廠等領(lǐng)域的保溫。12研究?jī)?nèi)容及意義本課題主要研究熱壓溫度、熱壓時(shí)間、原料配比等復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、吸水厚度膨脹率、含水率、靜曲強(qiáng)度等性能的影響，以此來確定木塑復(fù)合材料最佳的復(fù)合工藝。在對(duì)各個(gè)影響因子做分析時(shí)，本實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法，通過計(jì)算所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的均值和極差分析出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，并據(jù)此分析各個(gè)因素對(duì)各個(gè)性能的影響大小。通過本次實(shí)驗(yàn)，研究出最佳的復(fù)合工藝，根據(jù)各個(gè)因子對(duì)性能影響的大小，有選擇性、有針對(duì)性地改善復(fù)合工藝，從而獲得性能更加優(yōu)異全面的產(chǎn)品，降低成本，提高生產(chǎn)效益。2試驗(yàn)原料與試驗(yàn)方法21試驗(yàn)原料211材料木材木纖維，XX木業(yè)有限公司；塑料可發(fā)性聚苯乙烯，由XX化學(xué)工業(yè)股份有限公司提供添加劑酚醛樹脂膠，固含量為40；212儀器試驗(yàn)的儀器設(shè)備參見表21。表21試驗(yàn)設(shè)備TABLE21THEEQUIPMENTSUSEDINTHEEXPERIMENT儀器名稱型號(hào)/量程生產(chǎn)廠家電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG9623A型上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司臥室和面機(jī)SM15廣東南海濤力食品機(jī)械廠試驗(yàn)熱壓機(jī)QD100上海人造板機(jī)器廠空壓機(jī)ZD12/8福建省泉州市力達(dá)機(jī)械有限公司22試驗(yàn)方法221確定復(fù)合工藝因子因子本實(shí)驗(yàn)的復(fù)合工藝因子主要有原料的配比、成型溫度、熱壓壓力、時(shí)間、膠黏劑等，著重選定成型溫度、施膠量、時(shí)間和原料配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。熱壓溫度熱壓溫度的選擇主要是根據(jù)塑料的熔融溫度與木質(zhì)纖維的降解溫度而定，一般來說所選的熱壓溫度高于塑料的熔融溫度，低于材的降解溫度。本實(shí)驗(yàn)選用（16030）。木纖維與聚苯乙烯的配比木塑復(fù)合板的最終密度取決于兩種原料的配比，本次實(shí)驗(yàn)選取的木纖維與聚苯乙烯塑料的質(zhì)量比為101、102和103。其中實(shí)驗(yàn)用到的木纖維其含水率為6。熱壓時(shí)間依據(jù)壓制板材厚度及達(dá)到板材目標(biāo)密度傳熱速度，同時(shí)考慮塑料的流展，本實(shí)驗(yàn)選取的熱壓為5MIN、6MIN、7MIN。膠黏劑其具體用量Z設(shè)定為纖維質(zhì)量X的12，在本次實(shí)驗(yàn)中我們用到的膠是液態(tài)的酚醛樹脂膠，其固含量為40。此次實(shí)驗(yàn)我們要復(fù)合的是輕質(zhì)的木塑復(fù)合板，要求其理論密度06G/CM，其長(zhǎng)寬高分別為35CM、35CM、1CM。由此我們根據(jù)公式M（板）XYZ10353506/108式（1）其中X為纖維的計(jì)算用量，Y為可發(fā)性聚苯乙烯的質(zhì)量，Z為酚醛樹脂膠的用量以上為計(jì)算用量，其實(shí)際質(zhì)量木纖維XX（16）液態(tài)膠Z（X12）/40在確定了工藝因子之后，對(duì)每個(gè)工藝因子選取三個(gè)個(gè)水平（見表22）表22輕質(zhì)木塑復(fù)合板工藝因子水平TABLE22VARIABLEFACTORSANDLEVELSFORLIGHTWEIGHTWOODPLASTICCOMPOSITES水平因子123熱壓時(shí)間5MIN6MIN7MIN熱壓溫度140150160木纖維/聚苯乙烯101102103222試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)在基本復(fù)合條件選定之后，如何確定出輕質(zhì)木塑復(fù)合材料最佳復(fù)合工藝，將根據(jù)這些因子對(duì)復(fù)合材料性能影響的顯著性來檢驗(yàn)確定。這里我們采用正交試驗(yàn)法。因子及水品的設(shè)計(jì)見下表23。表23輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)TABLE23THEEXPERIMENTDESIGNOFTHELIGHTWEIGHTPLASTICWOODFIBERCOMPOSITES試驗(yàn)號(hào)熱壓溫度/（A）塑料纖維（B）熱壓時(shí)間/MINMM1C空白11（140）1（01）15001212（02）26002313（03）3700342（150）123522316231273（160）1328321393321其他不變的因子如下熱壓壓力為1MPA，設(shè)計(jì)目標(biāo)密度為06G/CM；板材厚度1CM，板材幅面35CM35CM。223實(shí)驗(yàn)步驟（1）分別稱取定量的木纖維、可發(fā)性聚苯乙烯、酚醛樹脂膠，將木纖維放入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，同時(shí)用噴槍往攪拌機(jī)中進(jìn)行霧化噴膠施膠混勻，確保施膠的均勻。混勻后將噴完膠的木纖維放入模具中分均勻地添加可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，壓實(shí)，放入熱壓機(jī)進(jìn)行加壓處理，一段時(shí)間后取出冷卻，加載固定。如此重復(fù)9次，得到9塊復(fù)合板，按序19編號(hào)備用。被測(cè)試板材在室溫條件下停放24H裁制性能測(cè)試試件。（2）將復(fù)合得到的19板進(jìn)行切割，將每塊板切割成8個(gè)幅面為50MM50MM方形小塊和三個(gè)長(zhǎng)方形小塊等，同時(shí)進(jìn)行編號(hào)如11、12、13，以此類推，分裝備用。3含水率測(cè)定其原理是確定時(shí)間在干燥前后質(zhì)量之差與干燥后質(zhì)量之比。選取19號(hào)板中的地7、8號(hào)測(cè)試試件，用感量為001G的天平測(cè)定質(zhì)量M0并記錄。將稱完質(zhì)量的試件放入溫度設(shè)定為105的恒溫空氣對(duì)流干燥箱中烘干（恒定靈敏度1），并開始計(jì)時(shí)。3H之后取出試件立即置于干燥器內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行質(zhì)量測(cè)定M1，測(cè)完在放入烘干。第4、5、6小時(shí)重復(fù)之前步驟，記錄質(zhì)量M2、M3、M4，如此至前后測(cè)定質(zhì)量基本恒定（前后兩次稱量所得的含水率小于01），所得的最后質(zhì)量即視為干燥后的質(zhì)量M。結(jié)果表示試件的含水率按式（2）計(jì)算，精確至01。10MH40式中H試件的含水率，；M0試件干燥前的質(zhì)量，GM4試件干燥后的質(zhì)量，G。一張版的含水率是同一張板內(nèi)全部試件含水率的算術(shù)平均值，精確至01。（4）2H吸水厚度膨脹率測(cè)定其原理是確定試件吸水后厚度的增加量與吸水錢厚度之比。選取19號(hào)板的4、5、6號(hào)測(cè)試試件，用千分尺測(cè)量試件中心點(diǎn)厚度H1（見圖21，測(cè)量點(diǎn)在試件對(duì)角線的交點(diǎn)處，或取對(duì)角線上靠近中心點(diǎn)的一個(gè)點(diǎn)測(cè)量，做上標(biāo)記）并記錄。圖21試件尺寸示意圖FIG21SCHEMATICDIAGRAMOFSPECIMENSIZE將試件浸于PH值為7士1,溫度為20士2的水槽中，試件垂直于水平面并保持水面高于試件上表面。2H之后取出試件，擦去表面附水，在原測(cè)量點(diǎn)測(cè)其厚度H2，測(cè)量工作在30MIN內(nèi)完成。結(jié)果表示試件的吸水厚度膨脹率按式（3）計(jì)算，精確至01。式中T吸水厚度膨脹率，；H1浸水前試件的厚度，MM；H2浸水后試件的厚度，MM。一張板的吸水厚度膨脹率是同一張板內(nèi)全部試件吸水厚度膨脹率的算術(shù)平均值，精確至01。（5）內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定確定垂直于試件表面的最大破壞拉力和試件面積之比。選取19號(hào)板中的13號(hào)測(cè)試試件，用游標(biāo)卡尺在試件的長(zhǎng)度、寬度中心線處測(cè)量每塊測(cè)試試件的長(zhǎng)L和寬B，記錄數(shù)據(jù)。用聚乙酸乙烯醋乳膠或熱熔膠等膠粘劑，按圖22將試件和卡頭粘結(jié)在一起，并再次放置在（202）、相對(duì)濕度65士5條件下，待膠接牢固后進(jìn)行檢測(cè)。圖22內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度測(cè)定示意圖FIG22SCHEMATICDIAGRAMOFTHEINTERNALBONDSTRENGTHDETERMINATION測(cè)試時(shí)均勻地加載，從加荷開始在（6030）S內(nèi)使試件破壞，記下最大載荷值，精確至10N。結(jié)果表示試件內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度按式（4）計(jì)算，精確至001MPA。式（4）BLPMAX式中試件內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度，MPA；試件破壞時(shí)的最大載荷，N；MAXPL試件長(zhǎng)度，MMB試件寬度，MM。（5）靜曲強(qiáng)度與彈性模量測(cè)定其原理是靜曲強(qiáng)度是確定試件在最大載荷作用時(shí)的彎矩和抗彎截面模量之比彈性模量是確定試件在材料的彈性極限范圍內(nèi)，載荷產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變之比。選取13號(hào)長(zhǎng)條形測(cè)試試件，用游標(biāo)卡尺和千分尺分別測(cè)量試件的寬度和厚度見41寬度在試件長(zhǎng)邊中心處測(cè)量厚度在試件長(zhǎng)邊中心距邊10MM處，每邊各測(cè)一點(diǎn)，計(jì)算時(shí)采用兩點(diǎn)算術(shù)平均值，精確至001MM，記錄數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)木材萬能力學(xué)實(shí)驗(yàn)及的兩支座跨距為150MM，按下圖測(cè)量靜曲強(qiáng)度和彈性模量。其中加荷輥軸應(yīng)確保與支撐輥軸平行。試驗(yàn)時(shí)加荷輥軸線與試件長(zhǎng)軸中心線垂直，均勻加載，從加荷開始在60士30。內(nèi)使試件破壞，與此同時(shí)，測(cè)定試件中部加荷輥正下方撓度和相應(yīng)的載荷值，繪制載荷一撓度曲線圖。記下最大載荷值，精確至10N。圖23靜曲強(qiáng)度和彈性模量測(cè)試示意圖FIGURE23THESCHEMEOFMODULUSOFRUPTUREMEASUREMENT結(jié)果表示試件的靜曲強(qiáng)度按式43計(jì)算，精確至01MPA。B（3PMAXL）（2BH2）式中B試件的靜曲強(qiáng)度，MPA；PMAX試件破壞時(shí)最大載荷，N；L兩支座間距離，MM；B試件寬度，MM；H試件厚度，MM；3結(jié)果與討論31試驗(yàn)結(jié)果311復(fù)合工藝對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響分析表31復(fù)合工藝對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響正交分析TABLE31ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONINTERNALBONDSTRENGTH試驗(yàn)號(hào)熱壓溫度/熱壓時(shí)間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果/（MPA）實(shí)驗(yàn)11（140）1（5）1（01）1015實(shí)驗(yàn)212（6）2（02）2027實(shí)驗(yàn)313（7）3（03）3034實(shí)驗(yàn)42（150）123032實(shí)驗(yàn)52231027實(shí)驗(yàn)62312018實(shí)驗(yàn)73（160）132037實(shí)驗(yàn)83213032實(shí)驗(yàn)93321043均值1025028022028均值2026029034027均值3037032033033極差012004012005復(fù)合工藝對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響001020304123內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度水平溫度時(shí)間質(zhì)量比根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析，這三個(gè)因素中熱壓溫度對(duì)木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響最大，略大于木塑配比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，影響作用依次為熱壓溫度塑料纖維質(zhì)量比熱壓時(shí)間。根據(jù)正交設(shè)計(jì)分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A3B3C2,即熱壓溫度為160，熱壓時(shí)間為7MIN，塑料纖維質(zhì)量比為210，其內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為04266MPA。熱壓溫度對(duì)木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響由表31可看出熱壓溫度對(duì)板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)先顯著，隨著熱壓溫度的升高，木塑復(fù)合板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度逐步提高。這可能是因?yàn)闇囟鹊奶岣吒欣谒芰系陌l(fā)泡，使木纖維和塑料更好地復(fù)合，從而提高板的強(qiáng)度。塑料纖維配比對(duì)木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響由表31可看出隨著塑木比由01提高到02內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度由0219MPA升高到0336MPA，當(dāng)塑木質(zhì)量比繼續(xù)提高時(shí)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度略微下降，這可能是由于塑料含量增加時(shí)，與木材纖維的結(jié)合點(diǎn)增加造成的，當(dāng)塑木質(zhì)量比繼續(xù)提高時(shí)由于發(fā)泡塑料的結(jié)合強(qiáng)度較低從而影響整體的強(qiáng)度，不過在這一配比范圍內(nèi)影響較小。熱壓時(shí)間對(duì)木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響由表31可看出熱壓時(shí)間對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響不大，這可能是由于在熱壓時(shí)間達(dá)到5MIN鐘時(shí)，塑料的發(fā)泡已基本完成。312復(fù)合工藝的含水率的影響分析32不同復(fù)合工藝對(duì)含水率的影響TABLE32ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONWATERRATIO試驗(yàn)號(hào)熱壓溫度/熱壓時(shí)間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果/實(shí)驗(yàn)11（140）1（5）1（01）187實(shí)驗(yàn)212（6）2（02）279實(shí)驗(yàn)313（7）3（03）372實(shí)驗(yàn)42（150）12381實(shí)驗(yàn)5223171實(shí)驗(yàn)6231281實(shí)驗(yàn)73（160）13274實(shí)驗(yàn)8321375實(shí)驗(yàn)9332169均值179818176均值278757678均值373747276極差06070902根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析，這三個(gè)因素中塑木質(zhì)量比對(duì)板的含水率影響最大，影響作用依次為塑木質(zhì)量比熱壓時(shí)間熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計(jì)分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A3B3C2,即熱壓溫度為160，熱壓時(shí)間為7MIN，塑木質(zhì)量比為02。，在此條件下得到的復(fù)合板的含水率為69。塑木質(zhì)量比對(duì)板的含水率的影響由表34可知，隨著塑木質(zhì)量比的提高所得板的含水率呈下降趨勢(shì)。這是由于木纖維間隙被塑料分子更多地填充，且塑料具有疏水性，所以隨著塑料含量的增大，所得板的含水率就相應(yīng)地下降了。熱壓時(shí)間對(duì)復(fù)合板含水率的影響由表43可知，熱壓時(shí)間對(duì)復(fù)合板的含水率影響較為顯著。這是由于熱壓時(shí)間越長(zhǎng)板內(nèi)的水分蒸發(fā)量越大。熱壓溫度對(duì)復(fù)合板含水率的影響由表43可知，熱壓溫度對(duì)復(fù)合板的含水率有一定的影響（略小于熱壓時(shí)間的影響），隨著熱壓溫度的升高，所得板的含水率下降了。這是由于溫度越高，水分的蒸發(fā)作用越顯著，從而所得板的含水率也相應(yīng)下降。313復(fù)合工藝對(duì)吸水厚度膨脹率的影響分析表33不同復(fù)合工藝對(duì)吸水膨脹率的影響TABLE33ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONWATEREXPANSION6668772747678882123水平板的含水率溫度時(shí)間質(zhì)量比試驗(yàn)號(hào)熱壓溫度/熱壓時(shí)間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果/實(shí)驗(yàn)11（140）1（5）1（01）1177實(shí)驗(yàn)212（6）2（02）275實(shí)驗(yàn)313（7）3（03）321實(shí)驗(yàn)42（150）12363實(shí)驗(yàn)5223180實(shí)驗(yàn)6231275實(shí)驗(yàn)73（160）132109實(shí)驗(yàn)8321374實(shí)驗(yàn)9332194均值191116109117均值273767786均值392637053極差20533964根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的極差分析結(jié)果得出，這三個(gè)因素中熱壓時(shí)間對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板的吸水膨脹率影響最大，影響作用依次為熱壓時(shí)間塑料纖維質(zhì)量比熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計(jì)分析結(jié)果，得出的輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳工藝為A2B3C3,即熱壓溫度為150，熱壓時(shí)間為7MIN，塑料纖維質(zhì)量比為03。熱壓時(shí)間對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板吸水膨脹率的影響由表33可看出，熱壓時(shí)間對(duì)復(fù)合板的吸水膨脹率有顯著的影響，隨著熱壓時(shí)間的增加，板的吸水膨脹率顯著下降，其原因初步分析可能為隨著熱壓時(shí)間的增加，聚苯乙烯的發(fā)泡越充分，與木纖維的結(jié)合越好，復(fù)合工藝對(duì)吸水膨脹率的影響02468101214123吸水膨脹率/水平溫度時(shí)間質(zhì)量比從而吸水膨脹率隨之變小。塑料纖維質(zhì)量比對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料吸水膨脹率的影響由表33可看出，塑料纖維質(zhì)量比對(duì)板的吸水膨脹率有顯著影響，板的吸水膨脹率隨著塑料比例的增加而明顯降低。分析其原因?yàn)樗芰虾吭黾訒r(shí)，進(jìn)入木纖維細(xì)胞腔空隙部分的塑料分子增加，防水性能相應(yīng)的增加。熱壓溫度對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板吸水膨脹率的影響由表33可看出，熱壓溫度對(duì)復(fù)合板的吸水膨脹率有一定的影響，其結(jié)果呈先降后升變化，其原因可能為熱壓溫度在140時(shí)聚苯乙烯顆粒發(fā)泡程度不夠，粒徑較小從而導(dǎo)致木纖維間的空隙較大，而150時(shí)聚苯乙烯發(fā)泡達(dá)到粒徑最大程度，較好地填充了木纖維空隙，所以150條件下的吸水膨脹率小于140時(shí)吸水膨脹率。而當(dāng)熱壓溫度升高到160時(shí)，聚苯乙烯顆粒熔融收縮，又使木纖維間的空隙變大，這樣所得到的板的吸水膨脹率也相應(yīng)地升高。314復(fù)合工藝對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響分析表34不同復(fù)合工藝對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響分析表TABLE34ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONMOR試驗(yàn)號(hào)熱壓溫度熱壓時(shí)間塑料纖維質(zhì)量比空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果/MPA實(shí)驗(yàn)11（140）1（5）1（01）149實(shí)驗(yàn)212（6）2（02）2199實(shí)驗(yàn)313（7）3（03）3176實(shí)驗(yàn)42（150）123174實(shí)驗(yàn)52231180實(shí)驗(yàn)62312101實(shí)驗(yàn)73（160）132186實(shí)驗(yàn)83213181實(shí)驗(yàn)93321165均值1141136110131均值2152187179162均值3177147181177極差36507046復(fù)合工藝對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響05101520123水平靜曲強(qiáng)度溫度時(shí)間質(zhì)量比根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的極差分析得出，這三個(gè)因素對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度影響最大的是塑料纖維質(zhì)量比，影響作用依次為塑料纖維質(zhì)量比熱壓時(shí)間熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計(jì)分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A1B2C2,即熱壓溫度為140，熱壓時(shí)間為6MIN，塑料纖維質(zhì)量比為02。按此最佳復(fù)合工藝制得的靜曲強(qiáng)度為199MPA。塑料纖維質(zhì)量比對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板靜曲強(qiáng)度的影響由表34可看出，塑木質(zhì)量比對(duì)板靜曲強(qiáng)度的影響非常大，當(dāng)塑木質(zhì)量比由01升到03時(shí)板的靜曲強(qiáng)度呈先升后降規(guī)律。這主要是由于塑木質(zhì)量比為01時(shí)木塑的分、散性不夠好，而當(dāng)塑木質(zhì)量比為02時(shí)木塑的分散性達(dá)到一個(gè)較佳值，所以此條件下的板的靜曲輕度比配比為01時(shí)的好，而當(dāng)塑木質(zhì)量比為03時(shí)則由于塑料的含量偏高其自由強(qiáng)度不夠，整體效果上講復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度就較塑木質(zhì)量比為02時(shí)的強(qiáng)度低。熱壓溫度對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板靜曲強(qiáng)度的影響由表34可知，溫度對(duì)板的靜曲強(qiáng)度有一定的影響。隨著溫度的升高，板的靜曲強(qiáng)度逐漸升高，但增幅變小，主要原因可能是由于在溫度升高的時(shí)候，聚苯乙烯發(fā)泡程度更好，與木纖維的結(jié)合也更好，但若溫度進(jìn)一步升高，則會(huì)因?yàn)樗芰系慕到舛賹?dǎo)致強(qiáng)度的降低。4結(jié)論41結(jié)論在研究制造輕質(zhì)木塑復(fù)合板的中，熱壓溫度、熱壓時(shí)間、塑木質(zhì)量配比等工藝因子均對(duì)復(fù)合板材的性能有不同程度的影響。在復(fù)合材料內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度性能方面，木塑配比、熱壓溫度影響都非常顯著，而熱壓時(shí)間的影響較為不明顯；在復(fù)合材料含水率和吸水膨脹率方面，塑木質(zhì)量比、熱壓時(shí)間、熱壓溫度都有比較顯著的影響；在復(fù)合材料靜曲強(qiáng)度方面，熱壓時(shí)間和原料配比的影響都非常顯著，熱壓溫度的影響相較而言則較弱些。綜上所述，當(dāng)采用正交設(shè)計(jì)中的試驗(yàn)3A1B3C3即熱壓溫度采用140、熱壓時(shí)間為7MIN、塑料纖維質(zhì)量比為03時(shí)，板材的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到（或接近）最佳值。當(dāng)木塑質(zhì)量比為103、時(shí)間為7MIN制成的板材性能較其他條件制成的好。42存在的問題與建議在此次復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合板影響的研究中存在以下幾個(gè)主要問題1由于條件限制，在進(jìn)行木纖維和塑料進(jìn)行混合時(shí)主要利用手工操作，導(dǎo)致混合不均勻，局部塑料過度或過少，在發(fā)泡后致使板的強(qiáng)度局部過高或過低；（2）在測(cè)板的含水率時(shí)，在取出測(cè)試板稱量時(shí)操作不夠迅速會(huì)導(dǎo)致吸水，影響試驗(yàn)結(jié)果。所以在從烘箱取出稱量時(shí)，可先將待稱量板材立即置于干燥器中，再逐個(gè)取出進(jìn)行稱量；（3）板在熱壓前在上下板上涂有石蠟，致使在壓出的板材上下表面附有一層石蠟層，由此影響吸水膨脹率的測(cè)量值。所以在涂石蠟防粘板