文档介绍：PVC/木塑复合材料挤出发泡的研究进展
摘要:由于木塑复合材料的独特优点,使其需求迅速增长,很多国家正着
手建立本国的木塑工业体系。总结了国内外在 PVC/木塑复合材料挤出发
泡研究上取得的进展,分别从木粉处理、配方、成型工艺及成型设备等关
键技术上介绍 PVC/木塑发泡复合材料研究取得的成就。并就当前的发展
情况,提出了 PVC/木塑发泡材料的发展方向。
木塑制品兼有木材和塑料的双重特性:力学性好、不怕虫蛀、不生霉
菌、不吸收水分、使用寿命长且可重复利用等。但相对于基体塑料,其韧
性、冲击强度和弯曲强度等力学性能仍会有所降低。且作为木材替代品,
其密度过大,应用领域受到限制。微孔发泡塑料相对未发泡塑料有更高的
冲击强度、韧性和疲劳寿命,弥补了未发泡木塑性能不足的问题。目前已
经制得了 PE、PP、PVC、PS 和 PUR 基等类型木塑发泡复合材料,其中,PVC
基木塑发泡复合材料由于具有化学稳定性强、强度高、耐酸碱腐蚀、耐
水浸泡、阻燃及成本低等优点,已被广泛应用。
木粉及其处理技术
木粉的选择对木塑复合材料的发泡性能有重要影响。木粉粒径减小,
则体系表观黏度增加,发泡较容易。但是颗粒过小则容易团聚,且物理性
能变差,故一般粒径选择 150μm 左右。增加木粉含量会使木塑复合材料
的加工温度升高,且木粉的填充量越高,越不容易发泡。
未经处理的木粉与 PVC 相容性差,界面的粘结力小,分散效果差,导致
材料的力学性能和发泡性能差。要获得性能优异的木塑产品,必须对木纤
维进行表面处理。木纤维的处理方法可以分为物理方法和化学方法。

物理方法不改变纤维的化学成分,但改变纤维的结构和表面性能,从而
改善纤维与基体聚合物的物理粘合。热处理能够除去植物纤维吸附的水
分和低沸点物质,但不能除去大部分的果胶、木质素及半纤维素。由于植
物纤维各成分热膨胀系数的差别和水分等物质的挥发,使纤维产生空洞
和缺陷,导致木纤维拉伸强度、弹性模量和韧性随着热处理温度升高而下
降。
碱处理不改变纤维素的化学结构,但植物纤维中的果胶、木质素和半
纤维等低分子杂质能被碱溶解,使表面变粗糙。李兰杰等发现在不使用相
容剂的情况下,塑料基质对木粉的浸润性差,较高的表面粗糙度会使复合
材料的界面处更易形成孔洞缺陷,从而使复合材料力学性能下降。使用相
容剂可以改善塑料对木粉的浸润性,提高复合材料的拉伸强度和冲击强
度。,然后用丙酮萃取大部分挥发物,
发现去除挥发物后有更好的泡孔形态。除了上述物理方法外,还有拉伸、
压延、热处理、混纺、电晕、低温等离子体、辐射等物理方法。

化学改性方法通过改变木粉或 PVC 表面的化学结构,以改善其极性,提
高纤维与基体树脂的界面粘结,也有利于纤维在基体中的均匀分散,是目
前木粉处理的主要方法。苑会林等应用铝酸酯偶联剂和丙烯酸丁酯预聚
物处理木塑进行发泡,发现铝酸酯偶联剂处理提高了 PVC/木塑发泡板材
的拉伸强度和冲击强度,而丙烯酸丁酯预聚物处理能够改善熔体流动性。
钟鑫等采用表面接枝甲基丙烯酸甲酯的方法处理木纤维,用硝酸铈铵
作引发剂在木纤维表面羟基处形成自由基,这些自由基与甲基丙烯酸甲