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秸塑复合材料由于具有天然木质感和木质纹理深受人们喜爱。又由于其具有耐酸碱腐蚀、热稳定性好、防虫蛀、维护成本低等优点,被广泛应用于汽车内饰、家具等领域。但纤维的添加导致复合材料的力学性能下降,以及产生发霉变色等问题。随着人们生活水平的提高,在商场、医院和公园等公共场合使用时,还要求有一定的抗菌效果。本文首先以PP和天然小麦秸秆作为主要原材料,制备了秸杆/PP复合材料。然后研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、乙烯-辛烯弹性体(POE)、有机抗菌剂吡啶硫酮锌(ZPT)对复合材料力学性能、流变性能、结晶性能、抗菌防霉性能的影响,并对机理进行探讨。最后,利用计算机注塑成型模拟软件(Moldflow)模拟产品生产时在型腔内的注射、保压、冷却的过程,预测冷却效果和产品的翘曲变形,并对直通式和挡板式的冷却水路进行优选和优化。以熔体温度、模具温度和冷却时间作为水平因素进行正交实验,以翘曲量作为优化目标,以优化模具结构、成型工艺参数和改善产品质量为最终目的。以下结论可以得出:(1)随着秸秆含量的增加,秸杆/PP复合材料的弯曲强度呈现先提高后下降的趋势,在秸秆含量为10 wt%时达到最高,弯曲强度最大达到32.36 MPa后下降到28.29 MPa。秸秆含量40 wt%时拉伸强度从21.54 MPa不断下降至17.11MPa,冲击强度不断下降,从12.06 kJ/m~2下降到3.80 kJ/m~2。(2)随着PP-g-MAH含量的增加,材料的力学性能呈现先上升后下降趋势。在PP-g-MAH的添加量为6%时,体系有着最佳的综合性能,弯曲强度达到41.23MPa,拉伸强度达到25.70 MPa,冲击强度达到5.31 kJ/m~2。(3)随着POE含量的增加,秸杆/PP复合材料的弯曲强度、拉伸强度和弯曲模量呈现下降趋势,而冲击强度呈现上升趋势。POE含量为8%时弯曲强度从41.23 MPa下降到31.10 MPa,拉伸强度从25.70 MPa下降到19.38 MPa下。弯曲模量从2151.74 MPa下降到1567.54 MPa,冲击强度从5.31 kJ/m~2上升到7.27kJ/m~2。(4)随着抗菌剂吡啶硫酮锌含量的增加,秸杆/PP复合材料的弯曲、拉伸和冲击性能呈现少量下降的趋势。当抗菌剂用量为2%时,弯曲强度、拉伸强度和冲击强度分别下降了1.24%、4.49%和2.41%。(5)当吡啶硫酮锌用量为0.5%时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为95.10%和92.48%,大于国家标准,具有抗菌效果。当抗菌剂添加量为2%时,抗菌率分别为99.02%和99.25%,大于99%。在放置100天后抗菌率均有一定的下降,此时的抗菌率分别为96.50%和95.30%。当吡啶硫酮锌含量为2%时,防霉性能评级达到0级。(6)模拟结果表明,挡板式冷却水路的冷却效果比直通式的冷却效果好,前者制品的最高温度比后者下降了6.68 ℃,制品的平均温度下降了6.45 ℃,到达顶出温度的时间减少了17.2 s。(7)正交实验的模拟分析表明,影响翘曲变形量的最主要的因素为熔体温度,其次是冷却时间和模具温度,最佳工艺参数为熔体温度180 ℃、模具温度45 ℃、冷却时间220 s。