文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
PVC/木粉复合材料的制备及其性能的研究
姓名:刘荣榕
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:周持兴
20080101
上海交通大学
学位论文原创性声明

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学位论文作者签名:刘荣榕
日期:2008 年 1月 7 日
上海交通大学
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学位论文作者签名:刘荣榕指导教师签名:周持兴
日期:2008 年 1月 7 日日期:2008 年 1月 7 日
上海交通大学硕士学位论文中文摘要
PVC/木粉复合材料的制备及其性能的研究
摘要
木塑复合材料(wood-posites,简称 WPC)是用木纤维或
植物纤维填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的成本和性能
的优点,经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品,可以替代木材和
塑料在某些方面的应用。但是由于极性、易吸水的木粉和非极性、疏水
的 PVC 基体相容性比较差,PVC/木粉复合材料的冲击强度比较差,而且
填充木粉之后,材料的密度也增大了,从而限制了 PVC/木粉复合材料的
应用。本文采用了多种物理方法和化学方法对木粉进行改性,提高了复
合材料的力学性能。
本文首先研究了木粉的填充量以及木粉粒径对材料的力学性能的影
响,发现随着木粉含量的提高,材料的拉伸强度和冲击强度都下降很快;
木粉的粒径过大或者过小都不利于木粉的分散,不利于材料的力学性能
的提高。采用 KH550 硅烷偶联剂处理木粉之后,偶联剂发生水解之后生
成的硅醇键(-Si(OH)3)与木粉表面的羟基(-OH)发生氢键作用和脱水反
应,从而提高了木粉与 PVC 的界面相容性,提高了材料的力学性能。
当木粉经过微波处理之后再与 PVC 复合加工,制得的复合材料的拉
伸强度和冲击强度都有了较大幅度的提高。通过 SEM 照片显示,相对未
经处理的木粉,经过微波处理之后的 PVC/WF 复合材料的界面黏附要好
得多。通过 EPR 谱图发现,固定在木粉内的自由基在微波处理过程中被
活化了。因此,当采用具有双键的水溶性单体-丙烯酰胺浸润木粉之后,
再进行微波处理,通过 FTIR 谱图得知丙烯酰胺与木粉发生了接枝发应。
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上海交通大学硕士学位论文中文摘要
大幅提升的力学性能和 SEM 照片反应了 PVC 和木粉之间界面相容性的
改善。
此外,本文还采用快速卸压法,利用超临界 CO2 对 PVC/木粉复合材
料进行了发泡,研究了发泡温度和等静压处理压力对发泡材料密度和冲
击强度的影响。结果显示,在 PVC 的玻璃化转变温度附近,随着温度的
升高,泡孔尺寸增大,材料的密度不断下降。但是填充木粉之后由于两
相之间存在界面缺陷,温度的升高使得泡孔尺寸的增大超过了界面缺陷
不被破坏的极限,反而不利于材料冲击强度的提高。而随着压力的增大,
溶解在树脂中的气体量增加,发泡材料的密度不断降低,冲击强度逐渐
提高。

关键词:木塑复合材料、PVC、木粉、力学性能、硅烷偶联剂、微
波处理、丙烯酰胺、超临界 CO2、发泡

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上海交通大学硕士学位论文英文摘要
A STUDY ON THE PREPARATION AND PROPERTIES
OF PVC/WOOD POSITIES
ABSTRACT
Wood-posites (WPC) are manufactured by dispersing wood
fibers or wood flour into molten plastic matrix to posites by
processing technology such as extrusion, t