木塑复合材料(Wood Plastics Composites,简称WPC)是一种用木粉(Wood Flour, WF)、木纤维或植物纤维填充热塑性聚合物的复合材料,兼有木材和塑料的优点。聚丙烯(Polypropylene, PP)具有密度小、力学性能优良、化学稳定性好等优点,作为木塑复合材料的基体有很大优势。然而线型PP/WF冲击性能较差,加入木粉后,复合材料的冲击性能有大幅下降。本课题以木粉/聚丙烯复合材料为研究对象,运用多种方法来改善其冲击性能,都获得了良好的效果。具体内容如下:1、采用长支化方法改善PP/WF的冲击性能。我们采用原位反应复合的办法研究制备了长支化聚丙烯(Long Chain Branched Polypropylene, LCBPP)/木粉(WF)复合材料。红外光谱(FTIR)的结果表明单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)被接枝到了PP骨架上。多种流变实验测试结果(粘度曲线,储能模量)证实了在反应加工中生成了长支化聚丙烯。对复合材料性能的测试表明,长支化反应提高了木塑材料的冲击强度和拉伸强度,最大幅度分别达到29.44%和27.75%。2、采用添加相容剂的方法改善木塑复合材料界面相容性。我们采用了马来酸酐接枝聚烯烃、硅烷偶联剂、微波处理等方法对木粉进行了改性处理,力学性能都有所提高。我们还研究了上述几种方法协同作用,其中马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂KH550协同作用的效果最好。结果显示,二者共同作用能够显著提高材料的耐冲击性能,最大提升效果可达33.33%。这是由于硅烷偶联剂上的胺基(-NH2)和和马来酸酐接枝聚丙烯上的马来酸酐基团(-MA)可能发生化学反应,形成化学键,从而增强了木粉和聚丙烯之间的相互作用。上述二种措施都显著提高了聚丙烯/木粉复合材料的性能,并且在木粉反应改性方面进行了创新性的研究。