木质纤维／PP复合材料吸水性能研究．.pdf

塑料工业
第38卷第2期
50
CHINA PLASTICS INDUSTRY
2010年2月
木质纤维/PP复合材料吸水性能研究
张东辉,何春霞”,田丰年
(南京农业大学工学院,江苏南京210031)
摘要:采用模压成型工艺制备了木质纤维/PP木塑复合材料。测试了复合材料的24h吸水率和吸水厚度膨胀率,
用体视显微镜对复合材料的微观绪构断面进行了观察。结果表明:木质纤维质量分数为30%,粒径为100目时,复合
材料的防水性能较好。
关键词:聚丙烯;木质纤维;木塑复合材料;防水性能
中图分类号:TQ325.1'4
文献标识码:B
文章编号:1005-5770(2010)02-0050-04
Study on Water Absorption Properties of Wood Fiber/PP Composites
ZHANG Dong-hui, HE Chun-xia, TIAN Feng-nian
School of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China
Abstract Wood fiber/polypropylene (PP) composites were made by molding process. The 24 h water
absorption rate and water absorption thickness swelling rate of composites were tested. The microstructure of
the composites was observed by multi-purpose electronic stereomicroscope. The result showed that when the
content of wood fiber with 100 meshes was 30 wt%the water resistance was exceller
Keywords: Polypropylene; Wood Fiber; Wood Plastic Composite; Water Resistance
木塑复合材料(WPC)是一种新型环保复合材械厂。
料,可以替代木材和塑料,它的广泛应用可以缓解森1.2实验方法
林资源紧张和塑料污染严重的情况?。其优点在于
24h吸水率和吸水厚度膨胀率按GB/"T17657一
耐酸碱、耐化学品、耐盐水性好;可以在低温下使1999规定的实验条件测定复合材料试件浸水前后质
用,不腐烂、不开裂、不翘曲;机械性能好、价格便量差与浸水前质量之比;用千分尺测量试件中心点的
宜、加工方便、可回收;无甲醛等有害气体释放等。厚度,测量点在试件对角线交点处,计算浸水厚度增
因此木塑复合材料是一种应用广泛、附加值高的新型加量与浸水前厚度之比。实验结果为5个试样算术平
环境友好型材料2,是现代材料工业发展主要方均值。
向之一。
2结果与分析
近年来,木塑复合材料发展势头强劲,使用木塑2.1木质纤维用量对木塑复合材料24h吸水率的
复合材料制作的房屋、室外地板、码头、栈道、海滨影响
小道、护栏、露天桌椅及长凳等产品越来越多6-?。
图1为粒径60目的木质纤维不同用量对复合材
而材料的吸水性能对产品质量有重要影响,因此料24h吸水率的影响。从图1可以看出,随着木质
本文从复合材料吸水性能及尺寸稳定性进行了研究,纤维用量的增加,复合材料吸水率呈现逐渐増加趋
从而为木塑复合材料的生产应用提供依据。
势,增加速度也逐渐加快。稻草粉复合材料吸水率增
1实验部分
加速度较快,稻草粉质量分数分别为30%、50%和
1.1实验原料及设备
80%时复合材料24h吸水率分别为2.58%、8.2%和
聚丙烯(PP):粉状,扬子石化;木质纤维粉:自17.5%。而稻売粉复合材料24h吸水率增速较慢,
制,20~100目;硅烷偶联剂:KHS70,南京三派精细化稻売粉质量分数为30%、50%和80%时复合材料24
工有限公司;硬脂酸锌:工业级,上海延安油脂厂。
h吸水率分别是2.4%、4.8%和10.1%。杉木粉、
平板硫化机:SQLB-350×350,上海第一橡胶机竹粉复合材料的24h吸水率较为接近,总体水平
联系人chunxian@njau.edu.cn
作者简介:张东辉,男,1984年生,硕士研究生,主要从事新型工程塑料改性应用的研究。
第38卷第2期
张东辉等:木质纤维/PP复合材料吸水性能研究
居中。
验过程中,当前后测量的两个吸水厚度膨胀率差小于
20
1-草粉
0.1%即视为性能稳定。
2-稻亮
图3为粒径60目木质纤维不同用量对复合材料
3-衫木粉
4竹粉
吸水厚度膨胀率的影响。从图3可以看出,复合材料
长
吸水厚度膨胀率随木质纤维用量的增加而增加,木质
纤维用量越多,吸水厚度膨胀率增加速度越快。木质
纤维质量分数小于50%时,吸水厚度膨胀率增幅不
4050607080
大;大于50%时,纤维种类不同其增幅大小差异比
木质纡雄质量分%
较显著。杉木粉、稻草粉复合材料吸水厚度膨胀率增
图1木质纤维用量对复合材料24h吸水率的影响
幅较为显著。
Fig 1 Effect of wood fiber content on 24h water absorption
of composites
稻草粉
2稻壳粉
0
3-杉木粉
竹粉
长
98765432
求哥鞍做苄
304050607080
木质纤维质量分数/%
草粉稻亮粉杉木粉竹粉
图3木质纤维用量对复合材料吸水厚度膨胀率影响
木质纤维种类
Fig 3 Effect of wood fiber content on water absorption
图2木质纤维种类对复合材料24h吸水率的影响
thickness swelling of composites
Fig 2 Effect of wood fiber species on 24h water absorption
of composites
图2为质量分数为50%的粒径60目的不同木质
纤维填充复合材料24h吸水率。由图2可知,稻草
粉填充复合材料的24h吸水率最高,质量分数为
50%的稻草粉填充复合材料24h吸水率达到8.2%
稻壳粉填充复合材料为4.8%,杉木粉填充复合材料
稻草粉稻壳粉杉木粉竹粉
为6.3%,竹粉填充复合材料为6.6%
木质纤维种类
原因可能是聚丙烯本身是非极性疏水材料,用量
图4木质纤维种类对复合材料吸水厚度膨胀率的影响
较多时,在高温高压下进入木质纤维内部并能很好地
Fig 4 Effect of wood fiber species on water absorption
包裹木质纤维,呈现塑料特性,复合材料24h吸水
thickness swelling of composites
率较低。塑料用量较少时,木质纤维之间形成大量空
图4为粒径60目、用量50%的不同木质纤维对