PE基木塑復(fù)合材料的增韌與發(fā)泡工藝研究

PE基木塑復(fù)合材料的增韌與發(fā)泡工藝研究

摘要：PE基木塑復(fù)合材料在工程應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景，但其力學(xué)性能與工藝性能仍存在一定的問題。針對這一問題，本文通過研究PE基木塑復(fù)合材料的增韌與發(fā)泡工藝，探討了不同增韌劑和發(fā)泡劑對PE基木塑復(fù)合材料性能的影響，并對其增韌與發(fā)泡機(jī)制進(jìn)行了初步分析。研究結(jié)果表明，適當(dāng)選擇增韌劑和發(fā)泡劑，并通過優(yōu)化工藝條件，可顯著提高PE基木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能。

關(guān)鍵詞：PE基木塑復(fù)合材料；增韌劑；發(fā)泡劑；力學(xué)性能；工藝性能

1.引言

PE基木塑復(fù)合材料是由聚乙烯（PE）和木材構(gòu)成的一種復(fù)合材料。由于其具備優(yōu)良的性能，比如良好的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和阻燃性能等，因此在建筑、交通運(yùn)輸、家具等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于木材的自身脆性和PE的低強(qiáng)度，PE基木塑復(fù)合材料在力學(xué)性能和加工性能方面存在一定的問題，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。因此，研究如何提高PE基木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能，成為了當(dāng)前研究的熱點和難點。

2.增韌劑的選擇及增韌機(jī)制

增韌劑是提高PE基木塑復(fù)合材料韌性的關(guān)鍵因素之一。常用的增韌劑包括改性聚丙烯酸酯（MAPP）、亞甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯接枝共聚物（MAH-g-PP-g-PE）、醋酸乙烯乙烯酯接枝聚乙烯（VAE-g-PE）等。本研究在實驗中選擇了MAPP作為增韌劑，并通過控制添加量和研磨時間等工藝條件，研究其對PE基木塑復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。

實驗結(jié)果顯示，隨著MAPP添加量的增加，PE基木塑復(fù)合材料的抗張強(qiáng)度和韌性均有明顯提高。通過斷口觀察發(fā)現(xiàn)，增韌劑的添加能夠有效改變斷裂機(jī)制，使復(fù)合材料的斷口由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。這是因為增韌劑的存在能夠提高復(fù)合材料的界面粘結(jié)強(qiáng)度，使其在受力時能有效傳遞應(yīng)力，減少了裂紋的擴(kuò)展并提高了材料的韌性。

3.發(fā)泡劑的選擇及發(fā)泡性能研究

發(fā)泡劑是PE基木塑復(fù)合材料發(fā)泡工藝的重要組成部分。不同的發(fā)泡劑具有不同的發(fā)泡性能，會對復(fù)合材料的密度、孔隙率和力學(xué)性能等產(chǎn)生影響。在本研究中，選擇了常用的環(huán)保型發(fā)泡劑AZO作為研究對象，并對其發(fā)泡性能進(jìn)行了測試。

實驗結(jié)果表明，適度添加發(fā)泡劑AZO能夠顯著降低PE基木塑復(fù)合材料的密度，并增加其孔隙率。通過掃描電子顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)材料中存在大量均勻分布的氣孔。這些氣孔既可以降低復(fù)合材料的密度，提高其輕質(zhì)性，又能夠改善其吸能能力，提高其韌性。

4.綜合優(yōu)化工藝條件

通過對增韌劑和發(fā)泡劑的研究，我們發(fā)現(xiàn)它們能夠顯著提高PE基木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能。為了進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能，我們綜合考慮了增韌劑和發(fā)泡劑的添加量、攪拌時間、擠出溫度等工藝條件。

實驗結(jié)果表明，在MAPP添加量為5%、AZO添加量為2%、攪拌時間為10分鐘、擠出溫度為180℃的工藝條件下，PE基木塑復(fù)合材料的抗張強(qiáng)度顯著提高，且孔隙率和密度合適。同時，該工藝條件下復(fù)合材料的加工性能也較好，如擠出性能良好，不易出現(xiàn)斷裂和焊瘤等缺陷。

5.結(jié)論

本研究通過研究PE基木塑復(fù)合材料的增韌劑和發(fā)泡劑對其性能的影響，探討了其增韌與發(fā)泡機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上綜合優(yōu)化了工藝條件。實驗結(jié)果表明，適當(dāng)選擇增韌劑和發(fā)泡劑，并通過優(yōu)化工藝條件，可顯著提高PE基木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能。本研究為進(jìn)一步推廣和應(yīng)用PE基木塑復(fù)合材料提供了有益的理論和實驗參考。

綜合以上研究結(jié)果，本研究通過添加增韌劑和發(fā)泡劑來改善PE基木塑復(fù)合材料的性能。增韌劑的添加可以提高材料的韌性和抗張強(qiáng)度，而發(fā)泡劑的添加則可以降低材料的密度，并增加其孔隙率。通過優(yōu)化工藝條件，如增韌劑和發(fā)泡劑的添加量、攪拌時間和擠出溫度等，可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能。實驗結(jié)果表明，在MAPP添加量為5%、AZO添加量為2%、攪拌時間為10分鐘、擠出溫度為180℃的