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木塑复合材料既具有木材的高强度、高弹性,同时具有聚合物的高韧性、耐疲劳性等优点,因此具有木材和塑料的双重加工性能。此外还可采用废旧塑料和木材边角料等为原料,能有效地利用现有资源,并可被回收利用,对社会、经济的可持续发展具有重要的意义。木塑复合材料的界面相容性对其性能有重要影响,因此木塑复合材料界面相容性研究是当前热门课题之一,开展此方面的研究具有重要的理论与现实意义。论文以自主研发的新型双官能团偶联剂TCM-8118为主要界面改性剂,与传统生产中常用的的偶联剂(铝钛复合型偶联剂、钛酸酯偶联剂、MAH-PE、CG-5001)进行对比研究,探究TCM-8118的实际应用效果和价值。论文主要研究TCM-8118在PVC基木塑复合材料中应用效果的同时,尝试开拓TCM-8118在PE基木塑复合材料中的应用可能性和改性效果,为下一步TCM-8118的功能改良与扩大应用领域奠定基础。论文以PVC和PE为基体,以松木粉为功能性增强材料,采用偶联剂预处理木粉的方法改性木粉,通过单因素试验法研究偶联剂种类和含量对木塑复合材料综合性能的影响,寻找最优工艺方案。分别采用两种不同的成型方式制备木塑复合材料,其中采用挤出成型方式制备PVC基木塑复合材料,采用模压成型方式制备PE基木塑复合材料。利用万能力学试验机、摆锤冲击试验机等仪器分析木塑复合材料的物理性能和力学性能,采用SEM进行微观形貌分析,采用FTIR研究TCM-8118界面相容性改良机理,采用DSC、TG、DMA深入研究TCM-8118对木塑复合材料的界面改性效果。得到以下研究结果:(1)TCM-8118双官能团偶联剂对PVC基木塑复合材料的界面改性效果比传统的偶联剂(铝钛复合型偶联剂、钛酸酯偶联剂)的改善效果优异。采用TCM-8118制备的WPC比采用钛酸酯和铝钛复合型制备的WPC吸水率低1.3%和2%,含水率低4.8倍和1.4倍,因此具有更好的耐水性能和尺寸稳定性,且制备的WPC密度、含水率、吸水性波动均很小,并且在合格范围之内。采用TCM-8118制备的WPC的抗弯强度、抗弯弹性模量、拉伸强度比铝钛复合型偶联剂制备的WPC分别提高10%、7%、3%,比钛酸酯偶联剂制备的WPC分别提高18%、25%、5%,而采用铝钛复合型偶联剂制备的WPC的冲击性能是最高的,TCM-8118次之,钛酸酯最小。因TCM-8118分子自身的分子结构和分子中基团通过范德华力、化学键结合、机械啮合的综合作用,使界面形成良好的连续相结构,改善了木粉与pvc的界面结合,使其相容性大大提高,从而使木塑复合材料的综合性能也得到提升。(2)在木塑比为40/60条件下,tcm-8118添加量从0.4%增加到1.0%时,木塑复合材料的弯曲性能、冲击韧性、拉伸强度随tcm-8118的增加呈现先增加后减小的趋势,在添加量为0.8%取得最大值,分别比添加量为0.4%提高了27%、41%、60%、50%,因此tcm-8118较优添加量应为0.8%;在木塑比为30/70条件下,得到类似结果。(3)通过ftir分析可知,tcm-8118改性的木塑复合材料在3400cm-1左右的-oh峰强度明显降低,这是由tcm-8118结构中反应活性很高的-nco与纤维素中的羟基反应使得羟基大量减少所致,使纤维表面极性降低,进而与pvc更好的粘合,因此tcm-8118能明显改善木粉与塑料界面间的相容性,在一定程度上提高了木塑复合材料的稳定性,改性效果优于传统的钛酸酯偶联剂与铝钛复合型偶联剂。(4)通过sem、dsc、tg、dma的联合分析知,进一步证明tcm-8118能明显改善木粉与塑料界面间的相容性,合适的添加量能更有效的增强复合体系的界面结合强度,且效果优于传统的铝钛复合型偶联剂和钛酸酯偶联剂。(5)tcm-8118双官能团偶联剂在pe基木塑复合材料中的应用效果较其在pvc基木塑复合材料中差,但仍然具备一定的增容效果。当偶联剂添加量一定时,采用cg-5001改性木粉制备的pe基木塑复合材料的含水率、吸水率、吸水厚度膨胀率较低,tcm-8118改性木粉制备的pe基木塑复合材料的含水率、吸水率、吸水厚度膨胀率最高,因此尺寸稳定性稍差。当木塑配比一定时,随着tcm-8118的用量增加,pe基木塑复合材料含水率、吸水率、吸水厚度膨胀率都呈现先减后增的趋势,并且在添加量为0.8%时有较小值。当偶联剂添加量一定时,增加木粉比例,pe基木塑复合材料含水率、吸水率、吸水厚度膨胀率均呈现增加的趋势。(6)在相同木塑比和偶联剂添加量下,tcm-8118改性木粉制备的pe基木塑复合材料冲击韧性最佳,cg-5001改性木粉制得的pe基木塑复合材料的弯曲性能和抗拉强度最佳。在相同木塑比下,tcm-8118含量从0.4%增加到1.0%时,pe基木塑复合材料抗弯强度、抗弯弹性模量、拉伸强度呈现先减后增的趋势,冲击韧性呈现先减后增再减的趋势,但都在添加量为0.8%时出现最大值。tcm-8118用量为0.8%、木塑比40/60时,pe基木塑复合材料mor和moe最大值分别为13.74mpa和288.12mpa;tcm-8118用量为0.8%、木塑比30/70时,mor和moe最大值分别为15.09 MPa和229.60 MPa;PE基木塑复合材料拉伸强度最大值分别为11.79 kJ/m~2(木塑比40/60)和13.01 kJ/m~2(木塑比为30/70);PE基木塑复合材料抗冲击强度最大值为13.94 kJ/m~2(木塑比40/60)和13.94 kJ/m~2(木塑比为30/70)。在相同偶联剂添加量条件下,增加木粉含量,PE基木塑复合材料的弯曲强度、冲击韧性、拉伸强度均呈现减小趋势,在木塑比为30/70时达到最大值;增加木粉含量,PE基木塑复合材料的弯曲弹性模量呈现先增后减的趋势,在木塑比为40/70时达到最大值。