摘 要

聚丙烯木塑复合材料（WPC）是在一般木塑复合材料的制备工艺基础上改良，先向木质纤维和聚合物树脂中加入发泡剂混合，然后通过挤出机挤出，控制加工过程中的型腔压力和温度，使发泡剂分解产生气体发泡，最后挤出冷却造粒、通过注塑定型得到一种新型发泡聚丙烯木塑复合材料，其凭借自身的优越性能获得人们越来越多的青睐。发泡WPC在保持普通WPC优点的基础上，性能进一步提升。因材料内部存在良好的泡孔结构可以通过泡孔破裂等方式吸收材料内部应力，阻止裂纹的扩展，从而达到有效地改善复合材料韧性的效果，同时由于复合材料内部拥有致密的泡孔，从而可以极大的降低材料密度，并拥有隔音、隔热性能，所以它的应用范围十分广泛。由于在不同场合下所要求材料的性能不同，而材料的性能很大程度上由其原料的组成及配比比例所决定的，所以研究其原料配比有助于制备具有优良性能的复合材料。

此次课题利用碱液法处理木粉，增强木粉与树脂基体的界面相容性，着重研究了木粉的添加对聚丙烯木塑复合材料性能的影响，以及利用蛭石粉优异的隔热性能、耐低温能力和吸水率低以及密度低等特性对聚丙烯木塑复合材料进行性能改性，并探究蛭石粉的添加量对于材料性能的影响等。通过控制每组原料中木粉含量和蛭石粉含量，然后将各组原料制成样品，最后利用测试技术测试各组样品的各项性能，从而比较不同配比情况下对复合材料机械性能和加工流变性能的影响。

关键词：木粉、木塑复合材料、蛭石粉、性能

Abstract

Polypropylene wood plastic composite (WPC) is prepared by a process based on ordinary wood plastic composite materials. Firstly adding chemical foaming agent to the wood fiber and polymer resin, then followed by extrusion and controlling the process of cavity pressure and temperature, the foaming agent decomposition gas foaming, finally, extruding, cooling and granulating, by injection molding and shaping to obtain a new polypropylene foaming wood plastic composite materials. By virtue of its superior performance it is obtained in the favor of more and more people. Foamed WPC on the basis of maintaining the advantages of ordinary WPC, further enhance the performance. Good foam structure can be by way of foramen lacerum bulb absorbing material internal stress and prevent the crack extension due to the presence of internal materials, so as to achieve purpose of effectively improving the fracture toughness of the composites, and due to the dense foam in composite materials, it can greatly lower density, sound insulation and heat insulation performance of material. In different occasions materials are required with different properties, and material properties are determined by the raw material composition and ratio. Therefore, the study of the ratio of raw materials has great significance to produce excellent performance of composite.

This topic uses alkali treated wood flour to interface compatibility between wood powder and resin matrix, focusing on the effects of adding wood powder on properties of polypropylene composites, and using the vermiculite powder which has excellent thermal insulation, low temperature resistance , low water absorption and low density characteristics of polypropylene to modify the wood plastic composite performance, and explore the vermiculite powder adding amount of influence on material. Through the control of each raw material of wood flour content and vermiculite contents, then each group of samples made of raw materials, finally, the performances of the testing technology of each sample, in order to compare the effect of different ratio on the mechanical properties and rheological properties of the composites.

Keywords: flour, wood-plastic composite, vermiculite, performance

目　录

摘　要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 聚丙烯木塑发泡复合材料的研究概况 1

1.2 聚丙烯木塑发泡复合材料应用 2

1.3 聚丙烯木塑复合材料的发展前景 2

1.4 木塑复合材料成型 2

1.4.1 注塑成型 2

1.4.2 模压成型 2

1.4.3 挤出成型 3

1.5 聚丙烯基体改性 3

1.5.1 聚丙烯共混改性 3

1.5.2 聚丙烯交联 3

1.5.3 高熔体强度聚丙烯 3

1.6 无机膨胀蛭石粉 4

1.6.1 蛭石的物理性能 4

1.6.2 膨胀蛭石的用途 4

1.6.3 蛭石塑料纳米复合材料 4

1.7 本课题的研究意义及内容 4

1.7.1 本课题的研究意义 4

1.7.2 本课题的研究内容 5

第2章 实验部分 6

2.1 原料及主要仪器设备 6

2.1.1 实验原料 6

2.2 聚丙烯木塑发泡复合材料的加工制备 7

2.2.1 木粉的处理 7

2.2.2 实验原料的配比 7

2.2.3 聚丙烯木塑发泡复合材料的制备 7

2.2.4 蛭石粉改性聚丙烯木塑发泡复合材料的制备 8

2.2.5 制备测试所需的样条 9

2.3 测试及表征 9

2.3.1 力学性能测试标准 9

2.3.2 流变性能测试 9

第3章 结果与讨论 10

3.1 木粉对聚丙烯木塑发泡复合材料的性能影响研究 10

3.1.1 木粉经碱液预处理制得的样条的结构分析 10

3.1.2 木粉含量对聚丙烯木塑发泡复合材料力学性能的影响 10

3.1.3 木粉含量对聚丙烯木塑发泡复合材料流变性能的影响 13

3.1.4 复合材料微观形貌分析 13

3.2 蛭石粉改性聚丙烯木塑发泡复合材料的性能研究 14

3.2.1 蛭石粉含量对聚丙烯木塑发泡复合材料力学性能的影响 14

3.2.2 蛭石粉添加量对复合材料流变性能的影响 16

3.3 本章小结 17

第4章 全文总结 18

参考文献 19

致 谢 21

第1章 绪论

1.1 聚丙烯木塑发泡复合材料的研究概况

木塑复合材料是一种环保型材料，是以植物纤维填充热塑性塑料通过挤出等加工成型的复合材料。其中，植物纤维可以由麦秆、稻糠等粮食副产物以及木材加工过程中产生的边角料、木屑等提供；而热塑性塑料可以通过加工废旧塑料获得。制备木塑复合材料，这对于改善环境、实现资源的充分利用有很重要的意义。

木塑复合材料的性能十分良好，它结合了木材和塑料两者的优点，具备一系列独特的优良性能：（1）耐老化、寿命长；（2）耐吸水性和翘曲性；（3）具有热塑性塑料的加工性；（4）具有二次加工性；（5）木塑复合材料的生产原料主要来自废木屑和塑料，因此在保护环境等方面具有良好的效果^[1,2]。