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塑木复合材料耐老化性能提升研究

星期四, 11月 23, 2023

塑木复合材料是采用木、竹、草等木质纤维材料作为填充、增强相,与热塑性塑料基体进行熔融复合,采用热压、挤出、注射等成型加工方式而制成的一种复合材料。塑木综合了木质纤维材料与高分子材料的双重优势,比木材尺寸稳定性好,比塑料硬度高,不易产生开裂、翘曲、变形,具有耐酸、耐碱、耐磨等优点。目前,塑木已被广泛应用于装饰、建材、车船内饰、体育器材、3D打印材料、包装及运输等领域,展现出良好的应用前景。由于塑木多用于户外,在使用过程中常受到水、热、光、氧、微生物、酸碱环境等因素的综合作用影响,发生植物纤维热解、热塑性塑料水解,表面产生裂纹、褪色,机械性能下降等老化现象,使用寿命被缩短,限制了其应用领域范围。因此对塑木的老化机理和耐老化性的研究显得尤为重要。从塑木老化降解方法和提升塑木耐老化降解性能的角度,对塑木的老化机理和耐老化性能研究进行系统概述,以期为相关领域的研究提供科学依据。

塑木复合材料耐老化性能提升研究

内外已经在塑木老化测试方法、老化机理解析以及耐老化性能提升等方面取得了较多的研究成果。老化测试方法主要包括自然老化、湿热老化、热氧老化、紫外老化、溶液老化、霉变、腐朽菌老化以及冻融循环老化等。老化机理主要从木质纤维降解、塑料降解水解以及界面破坏3个角度进行解析。耐老化性能的提升可以通过化学添加剂、填料以及改善成型工艺等方式实现。然而在机理的系统解析、测试方法的全面性、耐老化助剂间协效性以及产品老化性能追踪测试等方面还有待深入研究,未来可围绕以下4个方面展开研究:

塑木复合材料耐老化性能提升研究

1)老化机理解析。目前在塑木老化机理的解析上缺少测试方法间的相互印证,今后应注重从宏、微观性能相互映证的角度系统解析塑木老化机理。
2)老化性能测试。目前塑木的老化性能测试还不够系统全面,亟待建立系统全面的塑木耐老化性测试评价方法,系统解析老化降解机制。
3)耐老化助剂的选择。目前常用的耐老化助剂的添加未能全面考虑助剂之间的协同或拮抗作用,需要深入开展耐候性助剂的协同效应以及“一剂多效”式添加助剂后复合材料的耐老化性能研究。
4)产品老化性能跟踪测试。目前塑木产品老化性能的测试周期普遍较短,缺少塑木产品全生命周期内的老化性能跟踪测试研究,需要着重构建塑木老化性能衰变模型,建立产品使用寿命及性能预测与监测的长效机制。

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