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摘要:
为了充分降低成本,增加环境友好性并获得良好的木质感,以杨木纤维和毛竹纤维为原料,通过挤出成型制备超高填充聚丙烯基木塑复合材料(UH-WPCs)。基于聚丙烯基体含量的大幅降低,对比分析了填充量和木质纤维种类对UH-WPCs高低温力学性能、高低温蠕变性能、热膨胀性能、尺寸稳定性及吸水性能的影响。结果表明,随着填充量从75wt%增加到90wt%,其线性热膨胀系数大幅降低,蠕变应变逐渐减小而在90wt%时增大;拉伸模量和弯曲模量随填充量的增加先升高而后在90wt%时下降;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随着填充量的增加逐渐降低;在低温−30℃时UH-WPCs的拉伸和弯曲性能较高,高温60℃时冲击韧性较好。温度、湿度及含水率变化均导致UH-WPCs尺寸变化,其中厚度方向尺寸变化率最大,其次为宽度方向,长度方向最小,表现出明显的各向异性;湿度对UH-WPCs的尺寸稳定性的影响远大于温度的作用。杨木基UH-WPCs综合性能优于毛竹基UH-WPCs,这与杨木纤维具有更大的长径比及良好的界面结合有关。UH-WPCs的研究为降低WPCs生产成本和拓宽其应用领域提供了理论依据。
摘要:
木塑复合材料(WPCs)已广泛应用于建筑外墙板、户外铺板、室内装饰、园林景观、汽车内饰等非承重结构材料领域,但由于线型或支链型热塑性聚合物固有的粘弹特性决定了WPCs在受到长期力载荷时易发生蠕变变形,严重影响其作为承重结构材使用。因此抗蠕变是木塑产业界面临的重大技术瓶颈,也是学术界关注的核心科学问题。为更好地了解并改善WPCs的蠕变现象,本文综述了WPCs蠕变行为的研究进展,讨论了原材料、结构和环境条件等因素对其抗蠕变性能的影响,并对WPCs抗蠕变的改进方法进行了总结和分析。WPCs长期蠕变行为测试是评价其耐久性和安全性的必要手段,但传统的长期蠕变测试方法耗时且成本高昂。通过蠕变与时间、温度和外界应力等因素存在的经验关系,可以实现蠕变的加速测试。最后讨论了玻耳兹曼叠加原理、时间-温度-应力叠加原理、分步等温度法和分步等应力法等加速测试方法在WPCs长期蠕变预测中的应用。
摘要:

针对新型多元共挤出复合材料存在的次表层木塑复合材料(WPCs)与核层实木界面结合强度低,使用过程中易发生界面剥离导致复合材料力学性能和使用寿命降低的问题,本文采用聚氨酯热熔胶胶膜(TPU)和乙烯-丙烯酸共聚物胶膜(EAA)包覆单板层积材(LVL)与塑料/木塑制备了高界面结合强度的多元共挤出复合材料(Co-WPCs-LVL)。研究结果表明:TPU和EAA均能有效提高WPCs层与核层LVL的界面结合强度,界面结合强度随着胶膜熔点的增加而逐渐降低,其中引入TPU (熔点80℃)和EAA (熔点95℃)的WPCs与LVL界面结合强度相对于未处理组分别提高了27倍、56倍。EAA可以显著提升WPCs与LVL的界面耐水性能,Ⅱ类浸渍实验后界面未发生剥离。证明胶膜在高温的挤出作用下能够渗入LVL表面与羟基(—OH)发生反应,同时能与聚乙烯分子链混合扩散形成牢固的界面结合。经过人工加速老化后,胶膜处理组的WPCs与LVL仍具有较高的界面结合强度,界面结合强度剩余率随着熔点的增大而增大,其中EAA (熔点135℃)实验组表现出最好的界面耐久性,界面结合强度剩余率达到97.25%。