文档介绍：三明治结构木粉/ HDPE复合板:
使用线性低密度聚乙烯芯层进行加固
制备夹心结构的WPC面板,其包含线性LLDPE核心层。
  LLDPE核心层提高了复合材料的强度和韧性。
  夹层板的吸水率是单层板的一半。
  LLDPE层不会改变面板的蠕变和松弛行为。
  在高木粉含量下,增强LLDPE层更加显着。
文章历史:
2017年10月3日收到
2017年12月28日修改后收到
2017年12月30日接受
2018年1月4日在线提供
关键词:
木塑复合材料
三明治结构
加强
机械强度
爬行
热膨胀
通过热压制备由木粉/高密度聚乙烯复合物(WPC)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的芯层两个表面层组成的夹心结构板。使用单层WPC板作为对照,木粉含量从55%至84%不等。三明治结构面板的弯曲和冲击强度分别提高了42%和77%,吸水率与控制相比显着降低。 LLDPE核心层不会引起蠕变和松弛行为的显着变化,但会导致线性热膨胀系数的增加。
介绍
木粉/聚合物复合材料(WPCs)已广泛用于建筑,包装,运输和家具产品[1]。在复合体系中,使用刚性木粉显着改善了聚合物基体的弹性模量;然而,由于极性木粉与非极性聚合物之间的界面粘合力不足,复合材料的低冲击强度存在问题[2]。因此,这限制了WPC的应用,例如在承重物品中。
强力混合纤维,如玻璃纤维,凯夫拉尔纤维和碳纤维已被纳入WPCs的结构中,大大提高了所得复合材料的冲击强度[3-5]。然而,这些混合纤维不可回收,并且在加工过程中也可能损坏设备[2]。偶联剂是通过提高木粉和基体之间的界面粘合力来提高冲击强度的另
一种手段[6-8]。大多数成熟的偶联剂,如氨基硅烷和马来酸酐接枝聚烯烃,可以有限地提高(约20-30%)所得复合材料的冲击性能[6,9,10]。
正确的结构设计也可以提高材料的冲击强度。一个众所周知的例子是夹层结构材料,它包含两个刚性表面层和之间的轻质芯[11,12]。例如,碳纤维增强型环氧沙盘面板与聚丙烯泡沫或铝蜂窝夹层,与未填充面板相比,分别显示出约10%和20%的冲击增加[13]。另一种三明治结构材料是防弹玻璃,玻璃与聚合物复合材料层压。防弹玻璃通常包含夹层玻璃层,例如钠钙硅酸盐,硼硅酸盐玻璃和蓝宝石窗,以及可以是聚乙烯醇缩丁醛,聚氨酯,聚碳酸酯或聚酯的柔性聚合物芯层[14-16]
根据上述发现,我们假设柔性聚合物薄层作为芯层也可以提高WPC的冲击强度。在我们之前的工作中,我们使用HDPE和LLDPE作为夹心结构复合材料的核心层。初步结果显示HDPE的增强效果低于LLDPE。因此,本研究的目标集中在设计由木粉/高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的核心层组成的三层结构的WPC板。使用单层WPC板作为比较对照,系统地确定了夹层结构对所得复合材料的性能(例如冲击强度,蠕变和松弛行为以及水吸附)的影响。
2。材料和方法
。物料
HDPE(5000s)和LLDPE(7042)来自Petrifac公司(大庆,中国)。
,/ 10分钟。 ,/ 10分钟。内部准备了干白杨木粉(Populus adenopoda Maxim。),颗粒大小在40至80目之间。马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)和润滑剂(硬脂酸)作为添加剂,由日志生公司(中国南通)提供。 MAPE的马来酸酐接枝率约为1%,(10分钟)≤1。硬脂酸(#1801),熔点为65℃。
。单层和夹层结构板的制备
在混合之前,将木粉在103℃的烘箱中干燥24小时,并且干燥的木粉的含水量为1-2%。以特定比例混合HDPE,干木粉,MAPE和润滑剂, 使用双螺杆挤出机,温度为145-165℃,生产颗粒(表1)。。将两个WPC层(作为表面层)和一个LLDPE层(作为芯层)层压并热压成4mm厚的夹层板。作为比较对照,还制备了4mm WPC面板。 WPC表面和芯层的热压温度分别为185℃和165℃,。目标面板的最终尺寸是160毫米x 160毫米x 4毫米(长×宽×厚)。
。三明治结构板的表征
。扫描电子显微镜(SEM)分析
样品在液氮中冷冻,然后快速冲击断裂。用金薄层溅射断裂的表面,(Quanta 200; FEI Co.,USA)进行观察。
。机械测试
从板上切下尺寸为80mm×10mm×4mm的样品,并使用冲击测试仪(JC-5;承德精密试验机有限公司),根据