杭州木塑材料厂家开发超高填充塑木复合材料的意义

 为了充分利用木质纤维可再生、碳中性、低成本和来源丰富的优势，杭州木塑材料厂家通过提高木质纤维含量可达到降低塑木生产成本的目的，从而提高其在市场上的竞争力以及环境友好性。杭州市售挤出成型的塑木中填充量可高达70wt.%，然而此类塑木中依然含有高达30wt.%的热塑性聚合物，不可避免会带来刚性较弱、易蠕变和热膨胀系数大等问题，严重制约塑木在尺寸稳定性要求较高的领域中应用，尤其塑木作为户外铺板、墙板等建筑材料使用时，受长期载荷的影响发生蠕变及受温度变化发生热胀冷缩现象，这都严重影响了塑木的在长期使用过程中的耐久性。在现有基础上，继续提高木质纤维含量，则是一条有效的解决策略，高含量的木质纤维不仅增强了消费者的视觉和触觉感受，而且带来了木材吸湿解析等特性，对进一步拓宽木塑复合材料的应用具有重要意义。

      杭州塑木板材的临界木粉含量则取决于加工方式，注塑成型要求塑木熔体具有高流动性，并且与挤出成型和热压成型相比需要更高的温度与压力，因而其木质纤维含量往往不超过60wt.%，热压成型时不需要高流动性，文献报道可实现超过84wt.%填充量的塑木制备(利用各类热固性胶黏剂制备的人造板不在讨论之列)，然而热压过程中没有单向流动，木质纤维与聚合物基体表现出随机取向，较差的混合塑化过程不可避免地导致均匀性较差和缺陷较多等问题，因而往往伴随着较弱的力学性能和长期耐久性，并且其生产更是难以实现连续化。挤出成型则是目前塑木产业最常用的加工方式，与其他方法相比，挤出成型生产效率高、可连续化生产、混炼均匀、塑化效果好，此外木质纤维沿挤出方向具有一定的取向，在挤出方向可获得更好的增强效果。然而进一步提高挤出成型塑木的木质纤维含量十分困难，这主要受限于高木质纤维填充体系下的塑木 熔体粘度过高，使得 塑木 熔体在挤出加工过程中出现不稳定流动甚至熔体破裂现象，并且有限的聚合物基体难以完全包覆木质纤维，现有的常用工艺和设备较难连续且稳定地制备高填充 塑木。此外，对高填充塑木熔体的类固体流变行为认识十分有限，缺乏系统的流变理论，这也是限制高填充塑木发展的重要原因之一。然而木质纤维之间有通过离子键、氢键、范德华力以及物理缠结等相互作用结合在一起形成稳定结构的潜力，因此，选择合适的聚合物基体和添加剂并控制加工工艺，理论上可以进一步提高塑木的填充量。
 

      为了充分降低成本，增加环境友好性并获得良好的木质感，有研究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-塑木)。基于聚丙烯基体含量的大幅降低，本文对比分析了填充量和木质纤维种类对 UH-塑木 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75%增加到90%，其线性热膨胀系数大幅降低，蠕变应变逐渐减小而在90%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90%时下降；拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随着填充量增加的逐渐降低；在低温-30°C时UH-塑木的拉伸和弯曲性能较高，高温60°C时冲击韧性较好。温度、湿度及含水率变化均导致UH-塑木尺寸变化，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-塑木 的尺寸稳定性的影响远大于温度的作用。杨木基UH-塑木 综合性能优于毛竹基UH-塑木，这与杨木纤维具有更大的长径比以及良好的界面结合有关。杭州UH-塑木的研究为降低塑木生产成本和拓宽其应用领域提供了理论依据。