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摘 要

本文通过将马来酸酐接枝ABS（MABS）与ABS混合物在双螺杆中熔融挤出制备ABS基木塑复合材料，并在挤出的过程中注入亚临界流体，研究了螺杆转速、螺杆长径比对ABS基木塑复合材料的力学性能和丙酮抽提物红外光谱的影响，并对试样的断面形貌进行SEM观察。结果显示：在ABS与木粉在的最佳亚临界丙醇挤出共混条件下（L/D=44，挤出温度200℃，100r/min,MABS添加量3%-5%），ABS木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度和缺口冲击强度可分别达到45.12 MPa, 66.6 MPa, 6.4 kJ/m², 1.7 kJ/m²。

关键词：亚临界流体 木塑复合材料 力学性能 马来酸酐接枝ABS（MABS） 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）

Screw Rotation Speed and Screw Length to Diameter Ratio on the mechanical properties of the Wood Plastic Composite based ABS

Abstract

In this article, a wood plastic composite based ABS was prepared by a twin extruder in presence of subcritical fluids. screw rotation speed, screw length to diameter ratio on the mechanical properties of the wood plastic composite based ABS and FT-IR spectra of wood power after extraction by propyl alcohol is investigated. We also scan the section morphology of the sample use SEM. All these experiments show that: Preparing wood plastic composites in the best condition(L/D=44, temperature is 200℃, 100r/min, the content of MABS is between3% and 5%), the tensile strength, flexural strength, non-notched impact strength and notched impact strength can reach to 45.12MPa, 66.6 MPa, 6.4 kJ/m², 1.7 kJ/m².

Key Words: subritical fluid; Wood plastic composite; Mechanical properties; Maleic anhydride grafted ABS(MABS); Acrylonitrile butadiene styrene scrylonitrile butadiene Styrene(ABS)

目录

摘要 1

ABSTRACT II

第一章 前言 1

1.1木塑复合材料的发展过程 1

1.2木塑复合材料的性能 2

1.3应用 3

1.4木塑复合材料的制备工艺 3

1.4.1.挤出成型 3

1.4.2模压成型 4

1.4.3发泡发 5

1.5木塑复合材料的研究进展 6

1.6挤出机的研究现状 8

1.7螺杆长径比对木塑复合材料的影响 9

1.8木塑复合材料的发展趋势 9

1.9本课题研究目的及内容 10

第二章 实验部分 11

2.1实验材料及仪器 11

2.2实验步骤 12

2.2.1 制样步骤 12

2.2.2 测试步骤 13

第三章 结果讨论 14

3.1实验数据图表分析 14

3.1.1螺杆长径比对木塑复合材料的结构和性能的影响 14

3.1.2l挤出机螺杆转速对木塑复合材料的结构和性能的影响 16

3.1.3红外吸收光谱图 19

3.1.4电镜分析 20

第四章 结论 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 前言

我国木塑复合材料的研发工作开始于上个世纪90年代，在我国木塑复合材料产业成长历史不过10余年。截至2005年年底，我国直接从事WPC研发与生产的企业单位已逾150家，从业人员数万人，WPC制品年产量已接近10万t,年产值可超过8亿元人民币。该产业之所以能够在我国得到发展，是因为木塑复合材料具有应运而生的时代背景和得天独厚的发展条件^[1]。木塑复合材料产业的迅猛发展其最重要的原因就是木塑复合材料充分体现了源于自然和归于自然的循环使用特征，符合“资源—产品—废弃物—再生资源”的反馈式循环过程，能够更加有效地利用资源和保护环境，实现国家所倡导的“以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济效益和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源永续利用”^[2]。在WPC领域，美国市场1990年指2010年的增长率都保持在10%以上，远远高于同塑料工业的总体增长率，到2011年，美国市场WPC需求总值约54亿美元^[3]。

由于我国的木材资源不丰富，储量小，产量也满足不了市场的需求。迫切需要能够符合要求的替代产品，从此中国木塑材料的研发及其技术转化进入了一个快速发展的时期。木塑材料的优势使得木塑材料这一新材料的应用研究呈现出快速发展的景象，木塑材料拥有较轻的密度，较好地强度和硬度，以及良好的吸音性能，却不用像木材产品一样保养。近几年已经有大量产品问世，包括木塑地板，外墙建材，屋面材料等，汽车工业也开始考虑木塑材料的使用前景^[4]。

1.1木塑复合材料的发展过程

1907年，贝克莱对酚醛树脂进行系统、深入的研究后，发现在酚醛树脂中加入木粉或某些填料组成的混合物料可以克服酚醛树脂脆性大的缺点，并研究了加热、加压下的模压固化成型，获得了真正意义上的合成塑料——酚醛塑料^[5]。

1910年，贝克莱申请酚醛树脂加压、加热固化的专利后，成立了巴克兰公司，是世界上第一家生产酚醛树脂和模塑料的企业，同时也是世界上第一家生产合成高分子化合物的企业 ^[6] 。

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