聚磷酸銨阻燃處理對汽車內(nèi)飾用復(fù)合材料性能的影響（完整版）實用資料(可以直接使用，可編輯完整版實用資料，歡迎下載）

聚磷酸銨阻燃處理對汽車內(nèi)飾用復(fù)合材料性能的影響（完整版）實用資料(可以直接使用，可編輯完整版實用資料，歡迎下載）萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)上海紡織科技SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY2021年5月第38卷第5期專題論壇Vo.l38No.5,2021新型紡織品復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用姚明華,萬玉峰(上海汽車地毯總廠,上海202100摘要:簡要敘述了轎車內(nèi)飾件的性能要求和發(fā)展趨勢,并介紹了針織面料聚烯烴泡沫復(fù)合材料、聚丙烯玻璃纖維針刺氈型材料和可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊等幾種復(fù)合材料在轎車內(nèi)飾件上的開發(fā)與應(yīng)用情況,認(rèn)為汽車內(nèi)飾件發(fā)展已相當(dāng)成熟,今后必須以滿足客戶需求為前提,提高制品的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。關(guān)鍵詞:紡織復(fù)合材料;汽車內(nèi)飾;應(yīng)用;開發(fā)中圖分類號:TS106.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10012044(202105003ApplicationofnewtextilecompositesincarinnerdecorationYAOMinghua,WANYufeng(ShanghaiCarCarpetPlant,Shanghai202100,ChinaAbstract:Thispaperbrieflydescribestheperformancerequirementsandthedevelopmenttrendofcarinteriortrimpartswiththedevelopmentandapplicationofseveralnewtextilecompositessuchasknittedfabric-polyolefinfoamcomposites,PP(polypropyleneandglassfiberneedlepunchedmaterialsandrecyclablesoundinsulationsofunifieddensityinthefieldofautomobileinnerdecorationintroduced.Theautomobileinteriortrimproductsmustbefurtherimprovedintheireconomyandenvironmentprotection.Keywords:textilecomposites;carinteriortrmi;application;developing轎車內(nèi)飾件行業(yè)在我國與轎車工業(yè)同時起步,但國內(nèi)轎車生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)能力不足,在產(chǎn)品開發(fā)方面與零部件配套商之間的合作關(guān)系較為松散,這些都嚴(yán)重制約著轎車內(nèi)飾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。了解汽車內(nèi)飾的最終客戶要求并有針對性地開發(fā)產(chǎn)品,通過新產(chǎn)品的應(yīng)用推動自身和下游汽車內(nèi)飾企業(yè)提高競爭力十分必要。本文主要針對轎車對內(nèi)飾材料的要求,介紹幾種新型產(chǎn)業(yè)用紡織品復(fù)合材料的開發(fā)與應(yīng)用情況。1轎車內(nèi)飾對產(chǎn)業(yè)用紡織品的要求現(xiàn)代轎車日益提高的產(chǎn)品舒適性以及產(chǎn)品質(zhì)量對內(nèi)飾件產(chǎn)品性能和質(zhì)量提出了越來越高的要求,具體包括以下幾個方面。(1強制性法規(guī)環(huán)保要求。包括非法規(guī)禁用材質(zhì)、氣味特性、總有機(jī)物散發(fā)、甲醛散發(fā)、霧翳性能、阻燃性能(CCC,以及ISO-14001環(huán)境管理體系要求。(2基本性能及使用功能特性。包括斷裂強度、斷裂伸長、撕破強度等常規(guī)物理性能,隔音性能,吸音性能。(3工藝功能特性。包括復(fù)合性能,軟化點和熔點,加工塑性和回彈性,熱量吸收性能,收縮率等。(4風(fēng)格設(shè)計相關(guān)特性。包括材質(zhì)和質(zhì)地,手感,表面風(fēng)格,顏色,時尚性和新穎性。收稿日期:2021-12-09作者簡介:姚明華(1961-,男,上海市人,高級工程師,從事產(chǎn)業(yè)用紡織品的研發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量管理研究。(5耐用性。包括耐磨性(表層,耐磨色牢度(表層,耐光照強度(表層,抗霉變性,抗老化性能,耐水洗色牢度,抗污性能。(6產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。包括低成本材料可循環(huán)使用性,制造過程單耗,材料的易獲取性,包裝運輸特性,產(chǎn)品定量,耐高低溫性,耐氣候交變性,耐油和耐鹽霧性能。很少有全新的材料開發(fā)出來,但是產(chǎn)品的功能性和質(zhì)量必須滿足強制性環(huán)保要求、工藝功能特性以及耐用性能,而且在使用功能特性、經(jīng)濟(jì)性或風(fēng)格設(shè)計特性上有所提高,才能使產(chǎn)品符合轎車內(nèi)飾價格降低、質(zhì)量提高的趨勢。2幾種汽車內(nèi)飾用紡織品復(fù)合材料2.1針織面料聚烯烴泡沫復(fù)合材料傳統(tǒng)的針織面料在轎車內(nèi)飾中的應(yīng)用比較多,例如轎車座椅面料、轎車頂棚材料、轎車衣帽架面料等。轎車針織面料的材質(zhì)、顏色搭配、表面風(fēng)格、結(jié)構(gòu)組織織方法、印染、表面處理等新的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常多。現(xiàn)在針織復(fù)合材料的應(yīng)用也比較普遍,如針織面料復(fù)合PU海綿或針刺非織造布來增加產(chǎn)品厚度,提高材料的性能等。復(fù)合工藝可采用火焰法、灑粉復(fù)合、熱熔膠涂層層壓復(fù)合法等?？筛鶕?jù)產(chǎn)品特性和企業(yè)資源的實際情況選用特定的加工方法。IXPE/XPE電子/化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡沫材料是以低密度聚乙烯(LDPE與乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA為主要原料,添加發(fā)泡劑等制成的高分子泡沫202021年5月第38卷第5期SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY上海紡織科技Vo.l38No.5,2021專題論壇材料。采用密度為30~50kg/m3的IXPE/XPE片材與針織面料復(fù)合,與傳統(tǒng)的聚氨酯泡沫復(fù)合針織材料相比具有如下優(yōu)點:在面料襯里層使用時,可為成品提供良好的手感;模壓成形后的產(chǎn)品可提供非常清晰的棱角,提升產(chǎn)品的外觀;相對于同樣厚度的低密度(粗孔PU彈性海綿具有良好的吸音和隔音性能;該材料具有可塑性,適合深度成形,滿足應(yīng)用工藝需求;在制造過程中如采用火焰法復(fù)合與聚氨酯泡沫相比,減少了燃燒所產(chǎn)生的有毒廢氣的排放?？稍谵I車頂棚、門內(nèi)板、行李架等部件的覆蓋材料領(lǐng)域應(yīng)用,一般采用與骨架材料進(jìn)行復(fù)合的方法,可通過加熱成型和冷成型的方法用模壓復(fù)合在骨架材料的表面,可形成棱角分明的線條,與安裝的附件形成精密的配合效果,符合當(dāng)代棱角分明、張揚個性、凸顯質(zhì)量的轎車設(shè)計思路。圖1是采用此材料制成的轎車?yán)饨欠置鞯男欣罴鼙倔w(未安裝附件。圖1轎車?yán)饨欠置鞯男欣罴鼙倔w材料2.2聚丙烯玻璃纖維針刺氈型材料轎車內(nèi)飾成形骨架材料種類很多,有PP木粉板、PP天然纖維混合(麻、棉纖維氈、短玻璃纖維增強PP板(也稱GMT材料、玻纖增強PU復(fù)合板、聚胺酯硬泡增強玻纖板等,但是均有較為明顯的缺點,如PP木粉板韌性和剛性不能達(dá)到良好的統(tǒng)一,PP天然纖維混合氈有氣味,GMT和PU增強材料的經(jīng)濟(jì)性和循環(huán)使用性低等。近幾年,隨著生產(chǎn)制造過程防護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步提高,改善或解決了生產(chǎn)過程中梳理和針刺對玻璃纖維的物理作用而導(dǎo)致玻纖粉塵對員工的危害問題,PP玻纖混合纖維針刺氈逐漸應(yīng)用在轎車內(nèi)飾成形骨架材料中?？筛鶕?jù)產(chǎn)品使用剛性和韌性的要求混合一定比例的玻璃纖維和聚丙烯纖維,最高玻璃纖維含量可達(dá)到50%,由于玻璃纖維有明顯的剛性增強作用,在原料上進(jìn)行一定控制后可達(dá)到良好的散發(fā)性能。使用玻璃纖維與傳統(tǒng)的內(nèi)飾成形骨架材料均有明顯的優(yōu)勢。與酚醛熱固化氈相比,在同樣厚度、達(dá)到同樣剛性情況下可減少產(chǎn)品質(zhì)量20%~40%,直接降低了整車質(zhì)量,達(dá)到節(jié)能效果;與PP麻纖維氈生產(chǎn)的產(chǎn)品相比,厚度相同且單位面積質(zhì)量也相同時,通過調(diào)節(jié)PP玻璃纖維的比例可獲得更好的產(chǎn)品剛性和保形性。與GMT材料相比雖然剛性有所降低,但密度降低對產(chǎn)品的聲學(xué)性能有益,更適合于生產(chǎn)汽車內(nèi)飾件骨架材料,且使用成本較低。圖2為使用單位面積質(zhì)量1500g/m2PP玻璃纖維氈生產(chǎn)的轎車行李架骨架件。由于該材料較高的強度和剛性,在產(chǎn)品邊緣長方形孔的外側(cè)邊雖僅有4mm寬度,但已經(jīng)具備較高的強度,滿足了產(chǎn)品安裝要求。圖2轎車行李架骨架件2.3可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊汽車隔音墊具有隔音減震和提高內(nèi)部舒適性和美觀性的作用,在轎車中已得到廣泛的應(yīng)用。汽車隔音墊因材料和制造工藝不同而分成許多種類。較早的汽車隔音墊是由混合酚醛樹脂粉末的再生纖維氈制成的片材,按需要尺寸形狀裁剪成小片直接鋪設(shè)于車身或黏貼于轎車內(nèi)飾地毯背面,此類隔音墊雖然廉價而且能回收再利用,但因含甲醛、鋪設(shè)煩瑣及不服帖,隔音性能差,目前正逐漸被淘汰。隨著化纖科技的進(jìn)步,低熔點化纖的使用替代了酚醛氈中起固接作用的酚醛,從而甲醛問題得到了解決。改進(jìn)鋪設(shè)的貼合問題的方法是片材不分割,而是加熱模壓成形,這種方法使減震墊做成了整體,但厚薄處的密度(硬度差異引起的回彈落差問題在日后長時間的踩踏使用中暴露出來。在日系車中已廣泛采用的一種特殊冷卻技術(shù)制成的與地毯一起成形的隔音墊也有同樣問題。除了質(zhì)量問題,這些成形隔音墊還有一個主要缺點,即二次加熱的高能耗。另一種是采用聚胺酯模內(nèi)發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)隔音墊,由于形狀設(shè)計任意、密度均勻、彈性好、聲學(xué)性能優(yōu)異而廣泛用于中高檔轎車,但是隨著環(huán)保和再循環(huán)利用要求的提高、石油價格的不斷攀升和整車廠對零部件降價的要求,聚氨酯隔音墊在批量較大的中低檔轎車中應(yīng)用已經(jīng)很少。可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊是一種既有聚氨酯隔音墊等密度優(yōu)點又有廢纖氈可循環(huán)利用、較廉價、21上海紡織科技SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY2021年5月第38卷第5期專題論壇Vo.l38No.5,2021節(jié)能等優(yōu)點的填充成形的新型汽車隔音墊。該類隔音墊由比利時IDEAL集團(tuán)屬下的Schaeffler公司在1997年首次開發(fā)成功并應(yīng)用于德國大眾PassatB5車上,其第一條生產(chǎn)線體積龐大,運行時塵埃多,速度慢,產(chǎn)品廢邊多,但是其產(chǎn)品獨特的環(huán)保、節(jié)能和性價比優(yōu)勢促使它飛速發(fā)展,工藝技術(shù)不斷革新,到2003年已研制出了第4代生產(chǎn)線,而產(chǎn)品已應(yīng)用擴(kuò)展到了德國奧迪、德國寶馬、通用歐寶等客戶。它利用回收棉/化纖、回收PU海綿、低熔點纖維、滌綸纖維等材料制成,其特殊的制造工藝和技術(shù)使產(chǎn)品的粉塵含量極低,產(chǎn)品各部位密度均勻,壓縮回彈強度和恢復(fù)性能優(yōu)良,并抗霉和阻燃。不僅在制造過程中節(jié)能,廢邊料可再利用,而且產(chǎn)品在車輛報廢后也可再循環(huán)利用;更主要的是原料從纖維開松混合開始到帶型面產(chǎn)品的一次成型,具有流程短、速度快、節(jié)能的制造優(yōu)勢。避免了傳統(tǒng)隔音墊纖維須經(jīng)開松、混配、混合氣流或機(jī)械成網(wǎng)再加熱定形,制成一定厚度氈材,再進(jìn)行第二次加熱模壓冷卻成形的工藝,從而節(jié)約能源,提高效率,減少排放。圖3左圖為可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊,右圖為氣流成網(wǎng)隔音墊。圖3兩種汽車隔音墊對比從產(chǎn)品截面可以看出可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊的纖維三維排列的雜亂性明顯優(yōu)于氣流成網(wǎng)隔音墊,且有均勻分布的添加PUR泡沫,該產(chǎn)品的壓縮強度和回彈指標(biāo)與同密度PUR泡沫接近,而經(jīng)濟(jì)性和循環(huán)使用性能優(yōu)異。3結(jié)語經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展,轎車內(nèi)飾件行業(yè)已經(jīng)發(fā)展得十分成熟,想在此領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新的確比較困難。國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)、針對汽車內(nèi)飾進(jìn)行研發(fā)的企業(yè)和紡織高等校院、研究所處在起步階段,要想在這個領(lǐng)域獲得較大突破,必須依靠自身的努力和以市場客戶需要為導(dǎo)向,充分考慮產(chǎn)品的使用性能提升,注重產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性,滿足批量產(chǎn)業(yè)化條件等方面著手。在引進(jìn)消化國外產(chǎn)品和技術(shù)的同時必須注重理解先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)理念,不能簡單模仿和應(yīng)用,必須在能夠掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。作為這個領(lǐng)域發(fā)展的動力,國內(nèi)各個擁有自主設(shè)計和制造能力的整車企業(yè)應(yīng)該起著引導(dǎo)作用,將突出科技創(chuàng)新和滿足可持續(xù)發(fā)展的思路應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計和品牌形象的樹立上,形成自己的風(fēng)格,并通過市場推廣和應(yīng)用,達(dá)到整車企業(yè)、內(nèi)飾件企業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)用紡織品企業(yè)的健康發(fā)展。參考文獻(xiàn):[1]王軍雷,孫秀潔,顧洪建.中國汽車工業(yè)發(fā)展年度報告[R].2021年版.[2]張大省,王銳,秦艷華,等.功能性皮芯型復(fù)合纖維[J].合成纖維,2006,(6:1-3.[3]姚明華,萬玉峰.新型纖維在汽車內(nèi)裝飾材料中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2021,(6:34-36.[4]沃爾特馮(WalterFung,英.涂層和層壓紡織品[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.22增容處理對廢PE木塑復(fù)合材料性能和結(jié)構(gòu)的影響柴希娟1,孫可偉2(1.西南林學(xué)院木質(zhì)科學(xué)與裝飾工程學(xué)院,云南昆明650224;2.廢棄物資源化國家工程研究中心,云南昆明650093摘要:采用熔融共混法制備二次植物纖維/廢渣粒子混雜增強廢地膜木塑復(fù)合材料,考察了增容劑馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MA對廢地膜混雜木塑復(fù)合材料性能和結(jié)構(gòu)的影響。研究表明,PE-g-MA是共混體系的良增容劑,PE-g-MA的加入顯著提高了共混體系的力學(xué)性能。ATR和DSC分析表明,PE-g-MA的加入有效改善了混雜共混物的界面粘著力,提高了基體的結(jié)晶程度。關(guān)鍵詞:馬來酸酐接枝聚乙烯;廢地膜;混雜木塑復(fù)合材料;增容劑中圖分類號:TB332文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-4462(202104-0033-04TheEffectofCapacityIncreaseTreatmentonthePropertyandStructureofWastePEWood-plasticCompositeCHAIXi-juan1,SUNKe-wei2(1.SchoolofWoodScienceandInteriorDesign,SouthwestForestryUniversity,KunmingYunnan650224,China;2.NationalEngineeringResearchCenterofWasteResourceRecovery,KunmingYunnan650093,ChinaAbstract:Secondaryplantfiber/wasteparticlehybridreinforcedwastemembranewood-plasticcompositeispreparedbymeltblendingmethod.TheeffectofPE-g-MAonthepropertiesandthestructureofthewastemembranehybridwood-plasticcompositeisinvestigated.ThestudyindicatesthatPE-g-MAisanexcellentcompatibilizerofablendsystemandtheadditionofPE-g-MAcanimprovethemechanicalpropertyoftheblendsystemsubstantially.TheanalysisofATRandDSCshowsthattheadditionofPE-g-MAcaneffectivelyimprovetheinterfaceadhesiveforceofhybridblendsandraisethecrystallizationdegreeofthesubstrate.Keywords:polyethylene-g-maleicanhydride;wastemembrane;hybridwood-plasticcomposite;compatibilizer廢塑料和造紙廢渣是兩類產(chǎn)量大、污染嚴(yán)重的廢棄物。筆者從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā),以廢地膜為基體材料,以從造紙廢渣中分離出的二次植物纖維和廢渣粒子為增強材料制備了具有協(xié)同增強效應(yīng)的二次植物纖維/廢渣粒子混雜增強廢地膜木塑復(fù)合材料。然而,二次植物纖維/廢渣粒子與廢地膜屬于熱力學(xué)不相容體系。作為增強材料,二次植物纖維屬于天然植物纖維,是一種不均勻的各向異性材料,界面特性比較復(fù)雜,其主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,它們均含有大量的極性羥基和酚羥基官能團(tuán),使二次植物纖維表現(xiàn)出較強的化學(xué)極性;廢渣粒子表面含有大量的羥基,亦表現(xiàn)出一定的極性;廢地膜的成分為聚乙烯,其是疏水性材料。因此,在制備混雜增強木塑復(fù)合材料過程中,需要解決的一個主要問題就是使親水的極性增強材料與疏水的非極性基體材料之間能夠具有良好的界面相容性,使二者的界面層達(dá)到分子間的融合,從而提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。在增強體與熱塑性塑料的共混物中加入增容劑是改善共混物形態(tài)的一種方法。本文以優(yōu)化的混雜增強體配比為代表,即廢渣粒子的粒徑為106.75μm,二次植物纖維和廢渣粒子的質(zhì)量配比為10wt%∶15wt%,研究增容劑馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MA的加入對混雜增強木塑復(fù)合材料性能和結(jié)構(gòu)的影響。收稿日期:2021-01-06第37卷第4期林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備Vo137No.42021年4月FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTApr.20211實驗部分1.1主要原料二次植物纖維和廢渣粒子從造紙廢渣中分離,實驗用造紙廢渣取自昆明金家造紙廠新鮮造紙污泥,含水率94%~97%;廢地膜為昆明市郊農(nóng)用回收地膜,成分為聚乙烯(PE;馬來酸酐接枝聚乙烯由南京華都科技實業(yè)生產(chǎn),接枝率0.8%。1.2樣品制備將廢地膜和二次植物纖維按既定的比例進(jìn)行充分混合后,采用SK-160B型開放式雙輥混煉機(jī)在160℃下混煉,混煉的同時加入廢渣粒子和一定量的PE-g-MA,混煉15min后,在15MPa壓力下保壓3min,冷壓成型,制成各種力學(xué)測試試樣,待用。1.3測試與表征①力學(xué)性能:采用WES-20CN數(shù)顯萬能試驗機(jī),按GB2568-81標(biāo)準(zhǔn)測試樣品的拉伸強度;按照GB2570-81標(biāo)準(zhǔn)測試樣品的彎曲強度;采用XCJ-4型沖擊試驗機(jī),按GB1043-93標(biāo)準(zhǔn)測試樣品的抗沖擊性能。②紅外光譜測定:KBr研磨壓片制樣,采用德國布魯克公司的Equinox-55型傅立葉變換紅外光譜儀對樣品進(jìn)行掃描,掃描范圍4000cm-1~450cm-1,分辨率4cm-1,掃描次數(shù)為16次。③結(jié)晶度測定:采用204/1/G/phoenix差式掃描量熱儀在N2氣氛下對試樣進(jìn)行DSC測試。將量熱儀從20℃以10℃/min的速度升溫到550℃,恒定10min以消除熱影響,然后再以10℃/min的速度降溫以觀察結(jié)晶峰。根據(jù)DSC結(jié)果,可計算材料的表觀結(jié)晶度χc。χc=△H(1-φ△H100式中:φ為增強體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù),△H為測試所得試樣的熔融焓,△H100為100%結(jié)晶聚乙烯的熔融焓,一般取287.3J/g。2結(jié)果與討論2.1增容劑用量對木塑復(fù)合材料力學(xué)性能的影響圖1所示為增容劑用量對共混體系彎曲強度、拉伸強度以及抗沖擊強度的影響。由圖1可見,當(dāng)PE-g-MA的用量由1%增加到10%時,共混體系的彎曲強度、拉伸強度以及抗沖擊強度均呈現(xiàn)先增后減的趨勢。當(dāng)共混物中PE-g-MA的加入量為4wt%時,木塑復(fù)合材料的各項力學(xué)性能均達(dá)最優(yōu)。彎曲強度、拉伸強度和抗沖擊強度分別比未添加PE-g-MA的木塑復(fù)合材料試樣(簡稱為純混雜木塑復(fù)合材料試樣提高了8.99%、11.37%和28.92%。這是因為,當(dāng)共混物中PE-g-MA的用量適當(dāng)時,PE-g-MA在增強體和基體之間起到了一定的橋梁作用。一方面,PE-g-MA分子中大量的羧基或酐基能與增強材料中的羥基發(fā)生酯化反應(yīng),減少引起極性和吸濕性的羥基數(shù)目,提高混雜增強體與聚乙烯基體發(fā)生相互作用的概率;另一方面,PE-g-MA分子鏈末端有很長的聚乙烯鏈段,可以與聚乙烯基體作用,發(fā)生相互纏結(jié)。與此同時,接枝聚乙烯鏈段具有與基體聚乙烯相同的晶型,當(dāng)晶型相似或相同的兩種聚合物進(jìn)行混合時,可以產(chǎn)生共晶現(xiàn)象而彼此進(jìn)入對方的晶格。因此,共混物中加入適量的PE-g-MA就使原本極性差異較大、相容性不好的增強體和基體緊密聯(lián)系在一起,從而改善了共混增強體與聚乙烯間的界面親和性和界面粘著力。較好的界面粘著將減少體系中存在的缺陷,從而減弱材料受外力作用時產(chǎn)生的應(yīng)力集中。隨著增容劑用量的增加,木塑復(fù)合材料的形態(tài)改善、粘著力增加,可以避免材料過早地破壞。當(dāng)生成較完善的界面層時,混雜增強體與基體間的粘著力將強于基體所能承受的破壞程度。此時,體系的破壞不是從增強體的脫粘開始,而是從基體的變形破壞開始。2.2紅外光譜分析圖2為純混雜木塑復(fù)合材料試樣(a和PE-g-MA用量為4wt%時的試樣(b,混雜木塑復(fù)合材料試樣的衰減全發(fā)射光譜ATR。在圖2(b中,PE-g-MA在1740cm-1處的脂肪酸酐的特征吸收峰消失,說明PE-g-MA分子上的酸酐基團(tuán)與混雜增強體分子中的羥基發(fā)生了酯化反應(yīng),有效降低了界面張力,提高了界面粘著力。將圖2(b和圖2(a進(jìn)行對比可知,圖2(b在1461cm-1附近的-CH2-面內(nèi)彎曲振動峰基本消失,說明聚乙烯基體已經(jīng)與PE-g-MA鏈段末端的接枝聚乙烯發(fā)生纏繞或共晶反應(yīng)。圖2(b在719cm-1處無定形聚乙2624222018161434.033.533.032.532.031.531.030.530.5拉伸/抗沖擊強度/MPa彎曲強度/MPa0246810w(PE-g-MA/%圖1PE-g-MA用量對木塑復(fù)合材料抗彎、抗拉以及抗沖擊強度的影響林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備34第37卷抗沖擊強度拉伸強度彎曲強度烯的特征吸收峰基本消失,且A787/A719(Ax表示波數(shù)為x處特征吸收峰的吸收率的比值明顯增大,說明經(jīng)過PE-g-MA處理后,聚乙烯基體材料的非晶區(qū)域減少,結(jié)晶性能發(fā)生變化。從圖2(b中已經(jīng)基本看不到2(a中二次植物纖維在1641cm-1處的特征吸收峰,說明PE-g-MA與二次植物纖維發(fā)生了反應(yīng),從而使混雜增強體與基體間的結(jié)合更加緊密,界面親和性和界面粘著力隨之得以改善。2.3SEM分析圖3(a和(b分別為純混雜試樣和增容處理試樣(PE-g-MA用量為4wt%的斷面SEM照片。從圖3(a中可以清晰地看到二次植物纖維和廢渣粒子,且二次植物纖維和廢渣粒子與聚乙烯基體間存在較明顯的間隙,說明二者的相容性不好;從圖3(b中可以看到,經(jīng)增容處理后,從斷面圖上幾乎看不到二次植物纖維和廢渣粒子。二次植物纖維和廢渣粒子混雜增強體被緊緊包裹在基體之中,說明聚乙烯基體與混雜增強體之間的界面結(jié)合得到改善。2.4增容劑對木塑復(fù)合材料結(jié)晶度的影響聚乙烯是半結(jié)晶性熱塑性聚合物,高度分散的混雜增強體的加入以及界面結(jié)合情況的改善將影響聚乙烯的結(jié)晶行為。從DSC測試結(jié)果可以得到木塑復(fù)合材料的熔融結(jié)晶峰溫度,由此可計算材料的結(jié)晶度。表1列出了廢地膜試樣、純混雜木塑復(fù)合材料試樣以及PE-g-MA用量為4wt%的混雜試樣的結(jié)晶度。由表1可知,純混雜木塑復(fù)合材料試樣和PE-g-MA增容試樣的結(jié)晶度分別為19.76%和20.06%,分別比廢地膜試樣提高了1.1%和1.4%。這是因為,混雜增強體對結(jié)晶性和半結(jié)晶性聚合物具有異相成核劑的作用。當(dāng)體系中加入混雜增強體時,增強材料在聚乙烯基體結(jié)晶過程中充當(dāng)了成核劑,進(jìn)而提高了材料的結(jié)晶程度。因此,純混雜木塑復(fù)合材料試樣和PE-g-MA增容試樣的結(jié)晶度均比廢地膜試樣高。從表1還可以看出,PE-g-MA增容試樣的結(jié)晶度為20.06%,比純混雜木塑復(fù)合材料試樣提高了0.3%。這是因為,混雜增強體異相成核劑作用的能力大小與共混體系的界面性質(zhì)密切相關(guān)。聚合物分子鏈在增強體表面的吸附過程是成核的熱力學(xué)驅(qū)動力,界面相互作用越強,則成核過程的熱力學(xué)能壘越低,粒子成核能力越強。當(dāng)采用PE-g-MA增容時,PE-g-MA中大量的羧基或酐基可與共混增強體中的羥基發(fā)生酯化反應(yīng),削弱共混增強體與基體之間的極性差異,界面相互作用隨之增強。因此,當(dāng)采用PE-g-MA增容時,成核過程的熱力學(xué)能壘有所降低,體系的結(jié)晶程度得到提高。該結(jié)果與圖2(b中圖譜在719cm-1處無定形聚乙烯的特征吸收峰基本消失、聚乙烯基體材料的非晶區(qū)域減少、結(jié)晶性能發(fā)生變化的檢測結(jié)果一致。體系的結(jié)晶度提高會使晶體顆粒變細(xì),從而改善木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。3結(jié)論①馬來酸酐接枝聚乙烯是廢地膜混雜木塑復(fù)合材料的有效增容劑,顯著改善了混雜共混體系的形態(tài)和力學(xué)性能。當(dāng)馬來酸酐接枝聚乙烯的用量達(dá)4wt%時,共混體系的力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)值。②由紅外光譜分析可知,PE-g-MA分子上的酸酐(b(a291628481637146110237197880.060.040..00光譜單位40003000200015001000波數(shù)/cm-1圖2純混雜試樣與PE-g-MA增容試樣的衰減全反射圖譜(a(b圖3純混雜試樣(a和微波輻照試樣(b的斷面SEM照片表1不同廢地膜混雜木塑復(fù)合材料試樣的結(jié)晶度木塑復(fù)合材料試樣廢地膜試樣純混雜木塑復(fù)合材料試樣PE-g-MA增容試樣熔融焓/J·g-1柴希娟,等:增容處理對廢PE木塑復(fù)合材料性能和結(jié)構(gòu)的影響35第4期基團(tuán)與混雜增強體分子中的羥基發(fā)生反應(yīng),有效降低了界面張力,提高了界面粘著力;SEM照片顯示,經(jīng)增容處理后,聚乙烯基體與混雜增強體之間的界面結(jié)合得到改善。③由結(jié)晶度的分析可知,PE-g-MA增容試樣的結(jié)晶度比純混雜木塑復(fù)合材料試樣提高了0.3%?；祀s增強體在體系結(jié)晶過程中起到了成核劑的作用。參考文獻(xiàn):[1]柴希娟.造紙廢渣、廢地膜再生處理制備聚合物基廢棄物木塑復(fù)合材料研究[D].博士學(xué)位論文.昆明:昆明理工大學(xué),2007.[2]ChandN,TiwaryRK,RohatgiPK.Bibliographyresourcestructurepropertiesofnaturalcellulosicfibers-anannotatedbibliography[J].JournalofMaterialscience,1988,23(2:381-387.[3]MurherjeePS,SatyanarayanaKG.Structureandpropertiesofsomevegetablefibers-PartI:Sisalfibers[J].JournalofMaterialsScience,1984,19(9:3925-3934.[4]楊之禮,高光,劉海敏.劍麻纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的特征[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),1993,1(1:38-43.[5]BledzkiAK,GassanJpositesreinforcedwithcellulosebasedfiber[J].ProgressinPolymerScience,1999,24(2:221-274.[6]殷小春,任鴻烈.對改善木塑木塑復(fù)合材料表面相容性因素的探討[J].塑料,2002,31(4:25-28.[7]SelkeSE,WichmanI.Woodfiber/polyolefincompositespositesPartA,2004,35:321-326[8]PickeringKL,AbdallaA,JiC,eta1.Theeffectofsilanecouplingagentsonradiatapinefibreforuseinthermoplasticmatrixcomposites[J]positesPartA,2003,34:915-926.[9]張麗,馮紹華.改善熱塑性塑料/植物纖維界面相容性方法的研究[J].工程塑料應(yīng)用,2006,34(7:75-78.[10]Wallhein