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共挤出成型木塑复合材料的力学性能

星期四, 6月 8, 2023

共挤出成型木塑复合材料的力学性能包括弯曲、拉伸和冲击性能,但是由于共挤出成型木塑复合材料特殊的核壳结构,现有的研究通常只对 Co-WPCs 进行弯曲和冲击性能测试。主要原因是测试 Co-WPCs 力学性能时,需要在保持共挤出结构完整的前提下进行,从而充分体现壳层完全包覆结构对整体 Co-WPCs 性能的影响。

共挤出成型木塑复合材料的力学性能

在商业化的共挤出成型木塑复合材料制品中,通常以提高木质纤维含量或采用回收塑料作为聚合物基体等方法来降低成本,但上述方法使得 WPCs 在不同湿度、温度或紫外线等室外环境下具有较差的耐久和力学性能。

壳层对于共挤出成型木塑复合材料的整体性能具有重要影响,其厚度和各组分配比等对共挤出成型木塑复合材料力学性能影响较明显。壳层增强增韧共挤出成型木塑复合材料的机理可以解释为: 韧性壳层能够抑制脆性核层在受到外力时的裂纹产生和扩散,使得共挤出成型木塑复合材料破坏时吸收更多的能量,因此,破坏方式从脆性断裂转变为韧性断裂。

共挤出成型木塑复合材料的力学性能

韧性壳层可以将冲击或弯曲作用力分散在共挤出成型木塑复合材料上下表面,有效避免应力集中。基于上述原理,通过增强壳层的方式可以实现整体共挤出成型木塑复合材料增强的目的。简单且常用的方法是填充刚性材料到壳层中,包括氧化硅、滑石粉、碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纳米管及木质纤维等,可以达到增强整体共挤出成型木塑复合材料的目的。与普通共挤出成型木塑复合材料相比,因为壳层具有较高的聚合物含量,共挤出成型木塑复合材料通常表现出弯曲强度和模量降低而冲击韧性提高的现象。

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