家具用木塑复合材料的制备与性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:ld2001
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聚烯烃基木塑复合材料作为一种绿色环保材料具有广阔的应用前景,但仍存在成本较高、贴面装饰困难、密度较大、握钉力差等问题,限制了其在家具领域的应用。本文基于木质人造板的物理力学性能要求,针对目前木塑复合材料性能的不足之处进行了改进。通过将木纤维(WF)与高密度聚乙烯(HDPE)热压复合发泡、木纤维与塑料纤维模压和热压、单板与木塑复合材料层积复合的方法制备高木纤维含量的聚烯烃基木塑复合材料,研究了发泡剂添加量、木纤维含量以及不同工艺方法对复合材料物理力学性能的影响。(1)通过对发泡WF/HDPE复合材料的研究表明:随着发泡剂含量和木纤维含量增加,复合材料的密度减小,耐水性以及力学性能随之下降;扫描电子显微镜观察结果表明复合材料的界面结合减弱,发泡产生的泡孔增多但均一性降低;当发泡剂含量为10份时,发泡复合材料的弯曲性能和拉伸性能较好,但冲击强度较低,密度不能达到家具用材的使用要求;(2)通过无模具热压的方式制备WF/聚丙烯(PP)复合材料和WF/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料,考察木纤维含量从50%到90%时复合材料的密度、吸水性、接触角、表面自由能、力学性能、动态热机械性能、内结合强度以及表面胶合强度,并通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观形貌。研究结果表明:随着木纤维含量增加,复合材料的表面润湿性增强,但力学性能和表面胶合强度有所下降,这是由于当木纤维含量增加时,相应地非极性塑料基质减少,使复合材料的表面自由能增加,并且在高木纤维含量情况下容易出现纤维团聚现象,复合材料的界面结合减弱,因此各项性能降低;当木纤维含量达到80%时复合材料仍可保持较好的物理力学性能;WF/PP复合板材的表面润湿性以及各项力学性能均优于WF/PE复合板材。(3)通过模具模压的方式制备WF/PP复合材料,对比模压和热压两种成型工艺对复合材料性能的影响。研究结果表明:采用热压工艺制备的复合材料润湿性能、力学性能以及表面胶合强度均优于模压工艺,并且在贴面装饰方面具有潜在优势。(4)以PP和PE两种塑料基质制备的木塑复合材与单板层积,板材性能均达到人造板的标准,满足家具用材物理力学性能的使用要求。对单板贴面木塑复合材料的研究表明,当木纤维含量为70%时贴面复合板材的耐水性、弯曲强度、弹性模量、表面胶合强度以及握钉力性能较好;相比于PE基贴面复合板材,PP基贴面复合板材的物理力学性能较好。
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