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塑木复合材的耐久性研究

星期二, 9月 12, 2023

塑木复合材是由低熔点的热塑性塑料与木粉、稻糠等纤维材料混合加工而成,它兼有塑料和纤维材料的优点,然而,它又有着两种材料各自的缺点:塑料容易发生老化降等,纤维材料容易吸收水分、发生腐朽等现象。而目前很多塑木复合材料产品都被广泛地用于室外,因此塑木复合材料的老化与腐朽等耐久性能的研究具有十分重要的意义。鉴于耐久性能的研究涉及到塑木复合材原始性能的分析,因此首先分析了用于制造塑木复合材的原材料情况。

塑木复合材的耐久性研究

着重研究了自然气候条件下塑木复合材性质的变化特征。分析了室外放置后重量与宏观力学性质的变化情况。采用了傅立叶红外分析仪、差示扫描量热仪、动态机械热分析仪、扫描电子显微镜四种高科技手段对塑木复合材性质的变化特征进行了跟踪检测,结果表明:在 60℃左右出现的吸热峰主要是由于稻糠中纤维素的物理吸附水发生的解吸吸热所
致,素材中 HDPE 的熔点为 126℃。环境因素的交变作用会加速稻糠与聚乙烯界面处以及材料基体中的分子链断裂,使得α松弛处的内耗降低。材料表面所存在的大量的微细裂纹导致了材料性能的下降。

塑木复合材的耐久性研究

在实验室条件下,模拟了各种环境因素(水分、海水、酸雨、菌类、紫外线)的作用,得出了如下一些结论:
(1)人工模拟水分条件下:板材不同方向上的尺寸变化规律为:宽度方向>厚度方向>长度方向;处理时间大致相同的情况下,不同条件下不同方向比值平均值约为:宽度/长度=2.31,厚度/长度=1.87,宽度/厚度=1.34 。

(2)人工模拟条件下,材料的宏观力学性能均有所下降。模拟海水条件下试件重量有所增加,相同时间下,木材试件的增加幅度远远高于 WPC,约为 WPC 的 17 倍。模拟酸雨条件下酸性越强对材料性能的影响就越大。模拟菌类条件下,经腐朽后塑木复合材的重量得以增加,重量增加率约为 0.78%。模拟紫外线和水共同作用条件下,亚甲基-CH2
的变形振动吸收峰和 C=O 伸缩振动吸收峰较自然气候条件下增加地更为剧烈,说明紫外线对材料的破坏性极大。

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