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木塑复合材料界面改性

星期五, 10月 21, 2022

近年来针对木塑复合材料的研究越来越多,界面改性也已经成为研究的重点和热点. 虽然国内外学者在界面改性方面取得了丰硕成果,但也出现了研究方向上的“瓶颈”,暴露出了许多问题,如添加剂的多样性、添加剂量大、生产成本过高、工艺复杂、影响材料性能和外观等。因此要解决木塑复合材料存在的这些问题,开发具有相容剂与偶联剂综合特性的“相容—偶联”新型添加剂,改变木质材料/高聚物之间的界面性能,达到改善木塑复合材料性能的效果;将木质材料加工成纳米级的材料后再与高聚物混合制备复合材料;采用非极性的易与塑料高聚物相容的增强基制备复合材料;采用纤维或织物等连接性较完整的物质增强树脂制备复合材料;通过一定的助剂将纤维素纤维直接接枝到塑料高聚物的表面后熔融制备复合材料。

从物理、化学和其他改性方法三个角度对木塑复合材料界面改性进行分析。离子放电处理方法主要提高材料的胶接和润湿性能,碱化处理方法主要提高材料抗老化性能,热处理方法可提高材料的耐腐蚀性能。此外,提高材料力学性能的方法众多,添加相容剂或丁酸酐与木质素进行酯化反应能显著提高抗拉强度; 添加偶联剂能够明显增加材料的弯曲强度; 利用接枝处理能明显提高材料冲击韧性; 酰化处理或高锰酸钾处理能提高材料的黏合强度。经过多年的发展,木塑复合材料界面改性的研究已经取得了显著的成绩,但仍存在一些亟待解决的问题。所有这些问题的解决不是一种新型添加剂或一套新型的加工设备就可以解决的,我们需要运用综合、统筹的方法对木塑复合材料进行改性,提高产品的性能,实现高性能、高附加值、绿色环保的木塑复合材料的工业化生产。

(1) 木塑复合材料进行界面改性多采用添加界面相容剂。常用的界面相容剂有马来酸酐接枝聚合物、硅烷偶联剂等,但操作复杂、成本较高,具有一定的局限性。木塑复合材料的界面改性工艺应加大对更加高效、廉价、环保的偶联剂研发。

(2) 近年来界面改性方法主要在界面添加剂方向多有创新,从单相发展到多相添加剂,但针对植物纤维的改性方法发展则比较缓慢,创新性有待提高。

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