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1、文献综述一、木塑复合材料概念从一般的意义上讲，木塑复合材料是指木材或木质材料与塑料通过不同的复合手段所形成的一种复合材料。但是，随着近几年来木塑复合材料研究工作的发展，其主要的原料组成已不仅限于木材或木质材料，各种其它木质纤维素纤维材料的采用也逐步进入木塑复合材料的研究范围。因此，从更广泛意义上讲，木塑复合材料已成为以各种木质纤维素纤维材料为基本体，与各种不同塑料形成的一类新型复合材料。在此类复合材料中，随着木质（或木质纤维素纤维)材料种类、组元形态、复合比例的不同，木质（或木质纤维素纤维)材料-塑料复合材料有多种不同的形成方式:实体木材/塑料复合材料、木单板/塑料复合材料、木纤维/塑料复合材

2、料、木刨花/塑料复合材料、木粉为填料的木塑复合材料、纸张/塑料、木纤维/合成纤维复合材料以及各种其它木质纤维素纤维与塑料形成的复合材料等。二、木粉填充复合材料的形成将木质纤维素纤维材料直接与高分子塑料复合，形成复合材料是 70 年代以后逐步发展起来的新型复合技术。塑料作为本世纪用途最广泛的材料之一，在其应用领域不断扩大的同时，对其产品的性能及价格的要求也越来越严格。在塑料中填加各种填料已逐步成为改善塑料制品性能，扩大塑料制品应用领域，降低塑料制品价格重要手段。木质材料作为一种来源广泛，重量轻，环保，力学性能好的重要材料，成为塑料制品加工领域的重要填料之一。上世纪 80 年代后，木塑复合材料的研

3、究有了飞速的发展。在木质材料组元形态方面除木粉外，各种不同的组元形态如单板、大片刨花、细刨花、木纤维都已进入与塑料复合的范畴。在木质材料选择方面，木材材料依然作为常用复合组份，但各种其他木质纤维素纤维材料，如农业秸秆、竹材、麻类、蔗渣、花生壳、稻壳等各种木质纤维素纤维也都成为木塑复合材料重要复合组份。在可用于复合的塑料材料方面，各种常用塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯以及尼龙也都成为木塑复合材料的研究对象。在复合途径及复合技术方面，除了传统的塑料加工技术（如混炼、挤出、注塑)外，其他技术如无纺织、人造板加工等也都成为木塑复合材料复合的重要技术手段。近年来，随着世界塑料材料用量的不

4、断增加，塑料废弃及其对环境的污染越来越引起人们的忧虑，如何有效的回收利用各种废弃塑料已成为人们关注的焦点之一。在此种情况下，利用各种废弃塑料制备木塑复合材料已成为一条废弃塑料利用的重要途径。三、 国内外木塑复合材料的研究进展（一）聚乙烯木塑复合材料聚乙烯基木塑复合材料聚乙烯是产量最大的通用塑料，针对聚乙烯为基体树脂制备木塑复合材料的研究非常广泛。Nomra.E.Marovcih1研究了LLDPE在挤出机中有过氧化物存在的条件下接枝马来酸酐，同时和未处理的木粉复合，制得复合材料。实验结果显示改性 LLDPE 的结晶度下降，但随木粉的加入结晶度又上升，复合材料的拉伸强度、延展性和抗蠕变性都由于接枝

5、马来酸酐而提高。Sun-M Lai研究2了各种类型相容剂对 PE/木粉复合材料的力学性能的影响。这些相容剂包括:MAH-g-聚异戊二烯，MAH-g-LLDPE，MAH-g-HDPE，MAH-g-SEBS。实验结果显示 MAH-g-LLDPE 和 MAH-g-HDPE 使复合材料有较高的拉伸强度和冲击强度，MAH-g-SEBS 使复合材料的力学性能提高幅度不大，MAH-g-聚异戊二烯 仅使拉伸模量和拉伸强度有少许提高。国内范宏等研究了线型低密度聚乙烯(LLDPE)/木粉复合材料的力学性能及改性方法。结果表明，随木粉含量的增加，LLDPE/木粉复合材料的冲击强度和拉伸强度均下降。用过氧化二异丙苯(

6、DCP)引发聚乙烯交联能显著提高复合材料的力学性能。用表面活性剂对木粉进行预处理后，在改善复合材料加工性能的同时，使复合材料的冲击强度略有提高，但拉伸强度下降。（二）聚丙烯木塑复合材料国内李思良3-4等人以松木粉、杉木粉对聚异戊二烯填充改性，初步探讨了木粉的种类、表面处理和填充量对木粉填充改性 聚异戊二烯 性能的影响。刘文鹏等研究了偶联剂、相容剂、木粉用量和木质填料种类对以聚丙烯(聚异戊二烯)为基体树脂制备木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,以硅烷偶联剂处理木粉或直接加入相容剂均使复合材料力学性能得到提高;木粉用量的提高使复合材料冲击强度下降,弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度则大幅提高。聚丙烯木

7、粉复合材料的应用和生产正处于高速发展阶段。木塑制品可以在许多场合替代天然木材和其他化学建材，是新世纪的新型环保材料，它对保护环境和森林资源的合理利用将起到非常积极的促进作用，具有广阔的市场前景。但是正如前面所述，聚丙烯木粉复合材料也有不足，如界面相容性比较差，冲击性能比较差，这些缺点严重的限制了木塑复合材料的应用。国内外目前在这方面的研究也很多，不过大部分研究集中在通过添加合适的改性剂改善界面，并没有通过化学反应增强其界面相容性的处理方法。本课题以聚丙烯/木粉复合材料为基体，通过长支化反应和对木粉改性的方法改善其界面相容性，提高其冲击性能，取得良好的效果，其中冲击强度最大提升可达33.33%。

8、（三） PVC木塑复合材料PVC/木粉复合材料5施工业化较早的木塑复合材料之一，使用量近年来增长迅速。影响 PVC 基木塑复合材料性能的因素很多，例如助剂、加工工艺、木粉的表面处理等都会对复合材料的性能产生影响。刘涛等采用开炼机、单螺杆和双螺杆挤出机等加工设备，系统研究了加工过程、混炼工艺等因素对 PVC/木粉复合体系的性能和结构的影响。通过三种混合设备的比较，双螺杆制备的 PVC/木粉复合材料的力学性能和流变性能最好，木粉在 PVC 基体中的分散效果最佳。微观形态观察表明，木粉填料的分散性与加工方法有很大的关系，直接影响了材料的力学性能和流变性能。四、木塑复合材料的动态力学分析动态机械分析仪

9、6是一种非破坏性的、检测材料在一定的温度变化范围内对周期性应力响应的精密仪器。用 DMA 等动态热分析仪可以测定木材的储存模量、损耗模量俘、和损耗角正切等主要动力学参数。木材是粘弹性材料兼有弹性固体（常态)和粘性流体（高温、高湿)的特性。当木材发生变性时，一部分能量以位能的形式被储存，另一部分能量以热的形式被耗散。因此能量以热的形式被耗散表明其本身就是一种力学阻尼或内摩擦。动态热力学分析就是对木材等高聚物进行动态力学性能的测定，利用测定结果解释木材的动态性能与结构参数（结晶度、分子取向、分子量、共聚等)以及外部环境变量（温度、压力、时间、频率、含水率等)之间的关系。五、相关理论一些填充改性塑料

10、体系填充材料和树脂基体间之所以形成强的结合，是因为通过化学键将两者联系在一起。化学键连接有几种类型：树脂基体分子链上的官能团与填充材料表面的官能团发生化学反应，使树脂基体通过化学键与填充材料结合在一起；填充材料表面经表面改性剂（偶联剂)处理，表面改性剂分子的一部分带有可与填充材料表面反应官能团反应的基团，另一部分带有可与基体大分子反应的官能团，形成了填充材料与基体树脂间的化学键连接；界面区中有表面活性剂分子，其一端与填充材料表面的官能团反应性形成化学键，另一端与基体树脂不发生化学反应，但以某种方式形成强结合，例如共结晶，或者是相反的情况；无机纳米粒子、片层、一般的无机填料，通过化学反应使其表面

11、带有表面活性剂分子，利用单体原位聚合形成基体树脂时，表面活性剂上的官能团参与单体的聚合，或者是基体树脂存在下原位反应形成无机纳米粒子时，树脂大分子带有的官能团参与纳米粒子前驱体反应，成为纳米粒子的一部分，形成了填充材料与树脂基体间的化学键连接。化学键理论广泛解释了表面处理剂的偶联作用，对指导选择表面处理剂、合成新的表面处理剂，指导聚合物/无机纳米复合材料等的制备均具有重要意义。但是，化学键连接并非形成良好界面结合的唯一因素。参考文献1 李志君,魏福庆,陈保安,林远.橡胶木粉填充LLDPE复合材料的结构和力学性能J.功能高分子学报. 2004(03) 2 苑东兴,刘容德,史贞,彭珍珍.木粉填充聚乙烯复合材料的研究J. 塑料工业. 2003(05) 3 刘娟华,翟英杰,郭宝华.木纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究J. 中国塑料. 2002(08) 4 王佩璋,王兰,吕立成. 木粉填充废旧聚乙烯的改性研究J. 塑料. 2002(01) 5 朱晓群,周亨近,魏浩,郑裕堃,张志龙.木粉/HDPE复合材料的力学性能与流动性能J. 北京化工大学学报(自然科学版). 2001(01) 6 张国立,苑志伟,刘玉春,陈志达.木粉高填充改性聚丙烯再生料的研究J.中国塑料. 2000(09)