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纳米ZnO/木塑复合材料的制备及其性能研究

曾志海  
【摘要】: 木塑复合材料兼具木材和塑料的优点,具有价格低、可重复使用、环境友好等特点,大大地减低了由于废旧塑料和废弃木材等带来的环境污染问题,在建筑、装饰、园林等领域得到了广泛应用。由于其韧性和熔体的流动性能不理想,限制了其进一步应用。 本文首先对纳米ZnO和木纤维进行表面处理和改性,在配方优化设计的基础之上,运用熔融共混法制备了纳米ZnO/木纤维/HDPE三元混杂复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等现代测试手段,对所制备的复合材料的力学性能进行了测试与分析,研究了纳米ZnO和木纤维对三元混杂复合材料结构和力学性能的影响。 试验结果表明,经硅烷偶联剂KH-550处理的纳米ZnO能够均匀地分散在HDPE基体中,且与基体间的界面结合良好;经碱/偶联复合处理的木纤维与HDPE基体具有较好的界面相容性。由于纳米ZnO与木纤维的协同增强增韧作用,使纳米ZnO/木纤维/HDPE三元混杂复合材料的拉伸强度、冲击强度均有明显提高,同时显著改善了复合材料的熔体流动性与加工性能。当纳米ZnO和木纤维的含量分别为3%、30%时,复合材料的综合性能最佳,其缺口冲击强度为6.41kJ/m~2,拉伸强度为28.87MPa,熔体流动速率为5g/10min。


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