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木粉表面特性和木塑复合材料的界面特性

星期三, 11月 1, 2023

复合材料界面性质对于材料工艺设计和材料性能具有关键作用。木塑复合界面性能的影响因子很多,其中木粉表面特性和木塑复合界面的形成条件是两个重要方面。

木粉表面特性

木粉表面特性对木塑复合界面的形成及强度有较大的影响。在高强度木塑复合材料的研制过程中‚改善木粉的表面性状以提高木塑复合材料的总体强度是重要的措施之一。木粉表面特性研究内容主要有以下几个方面:木粉表面化学性质及主要官能团、木粉表面自由能及其润湿性木粉表面几何形态、如木粉的表面粗糙度及粗糙形态、木粉的不同组元形态等。

木粉表面特性和木塑复合材料的界面特性

木塑复合材料的界面特性

在木塑体系中木纤维和塑料聚合物并不像溶液那样形成均一、稳定的体系。当塑料聚合物的含量大时塑料聚合物为连续相木纤维为分散相;当木纤维的含量大时,则木纤维为连续相,塑料高聚物为分散相。总之,两者间存在明显的相界面 。相对于木纤维和塑料聚合物的本体强度,相界面的性能更易受操作条件等因素的影响。所以木纤维和塑料聚合物间的相界面决定着木塑复合材料的整体性能 。

木粉表面特性和木塑复合材料的界面特性

木粉一塑料复合材料界面是复合材料中的一个层面,它包括木粉纤维、塑料以及这一层面的相互渗透区。该层面所具有的物理和机械性质既不是木粉的,也不是塑料的。界面的重要性在于它对复合材料力学性能起着支配性的作用。以木塑料复合材料为例,在材料受拉伸外力的作用下‚不同的破坏模式都体现了界面剪切强度和纤维强度的平衡。在同一个横截面上,纤维束的破裂一般表示较强的界面粘合力。部分木纤维的拉出及木纤维与塑料界面的脱离说明在木纤维与塑料间存在一个中等的界面强度,木纤维破裂和木纤维与塑料界面的完全脱离说明在木纤维和塑料间存在一个弱的界面。弱层、空洞、热应力和在界面层的泊松比都对复合材料强度有不利影响。

木粉表面特性和木塑复合材料的界面特性

一般说来,界面区的结构对复合材料的机械强度及其环境耐久性等性能有着深远的影响‚界面剪切强度是评价界面性质的关键值。总之,在木塑复合材料的研究中,界面特性是控制复合材料强度的关键 。高强度的界面允许在木纤维与塑料间进行应力传递。相反,界面强度较弱,则在复合材料承受外力时发生界面的断裂及分层。如果在木纤维与塑料间存在不良界面‚不能将应力在材料中传递‚将会使复合材料的强度性能以及抗断裂和抗冲击性能下降。因此‚对木纤维与塑料间界面性质的透彻了解‚对于高性能木塑复合材料的获得是十分必要的。

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