收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型PVDF基木塑复合材料体系界面行为及物性研究

周箭  
【摘要】:木塑复合材料(WPC)具有热伸缩性和吸水性小,尺寸稳定性好,耐菌噬,使用、维修简便等优点,充分体现了可再生资源有效利用,开始代替木材广泛应用于户外建筑等多个领域。目前,以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等为基体的木塑复合材料存在抗紫外线、耐水性及阻燃性三项功能难以兼顾的技术难题。本论文提出采用聚偏氟乙烯(PVDF)作为木塑复合材料的基体树脂,通过硅烷提高PVDF和木粉的界面相容性,系统研究了复合材料界面结构、外界环境作用下界面响应行为及对力学、耐水、阻燃等物性的影响规律,揭示了力学性能增强机制、抗紫外老化及破坏机理、耐水界面结构形态和凝聚相协同阻燃机制,成功开发了集抗紫外线、耐水及阻燃于一体的高性能PVDF基木塑复合材料。主要研究工作包括: (1)针对PVDF基木塑复合材料界面结构及特性要求,优选出三氟丙基三甲氧基硅烷(TF3)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(TF17)等四种木粉表面改性剂,木粉表面通过形成醚共价键Si-O-Cellulose均获得了不同程度疏水改性;含氟长链的空间位阻效应使得形成于木粉表面的Si-O-Cellulose数量减少。 (2)系统研究了硅烷改性复合材料的界面性质及力学性能增强机制。硅烷改性优化使复合材料力学性能得到明显增强,2.0wt%TF3改性的复合材料抗弯和IZOD冲击强度分别达到53.7MPa和3.576KJ/m~2。力学性能增强机理是硅烷改性木粉表面的有机功能基团-R与PVDF之间较强的范德华力和机械咬合力,反映在复合材料的冲击断面中有木粉纤维纵向截断,且断面层次分明。 (3)首次考察了硅烷改性复合材料在紫外线辐照条件下的界面和聚集态结构特性及抗老化机理。经紫外线辐照后,复合材料的界面相及基体连续相发生交联和断链,影响了不同硅烷改性界面相的分子间作用力,聚合物链段运动能力及复合材料的力学性能得到相应改变;KH-550、TF3、TF17改性复合材料界面相的固态无定形区域形成新结晶。 (4)研究了硅烷改性木塑复合材料界面结构对水汽传输特性的影响。研究表明,硅烷改性木粉与基体的界面结合较好,界面层间隙小,材料吸水率低。紫外线辐照后复合材料吸水总量因木粉纤维上光降解产生的羟基数量增加而升高;界面层与木粉内产生的多通道孔隙增加了其浸渍初始阶段的吸水速率。 (5)研究了硅烷协同增强复合材料的阻燃特性及机制。硅烷可以协同增强PVDF基木塑复合材料的阻燃性能,材料的燃烧热分解产物H_2O、CO_2等形成气相阻隔屏障,阻碍氧气和热量的渗透;A-151、TF3和TF17协效催化木粉纤维在燃烧表面形成大量堆叠炭粒,有效阻隔火焰及热量的传播。2.0wt%TF3改性的PVDF复合材料LOI为38.7%,0.8mm试样可以达到UL94-VO燃烧等级。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 冯静;施庆珊;麦霭平;陈娟;黄小茉;欧阳友生;陈仪本;;防霉剂对木塑复合材料吸水性能的影响研究[J];塑料工业;2011年05期
2 黄淑芹;闫承琳;李光哲;;浅谈木塑复合材料及其生产工艺[J];木材加工机械;2011年03期
3 郭丽华;李斌;王环峰;;γ射线预辐照聚丙烯接枝马来酸酐制备木塑复合材料[J];辐射研究与辐射工艺学报;2011年03期
4 程瑞香;李影;王清文;;PVC/木粉复合材料粘接用胶黏剂的选择[J];中国人造板;2011年09期
5 尹权福;邸明伟;;木塑复合材料蠕变性能的研究进展[J];塑料工业;2011年07期
6 闫赫;贾润礼;魏伟;;木塑复合材料用木质材料改性研究进展[J];塑料制造;2011年07期
7 聂恒凯;柳峰;徐冬梅;焦富强;程安阳;徐进;;聚丙烯/木粉/纳米凹凸棒土复合材料性能研究[J];现代塑料加工应用;2011年02期
8 蔡培鑫;吕群;张清锋;羊海棠;梁梦杰;;木塑复合材料的热氧化规律研究[J];中国塑料;2011年05期
9 陈兴华;;木塑复合材料挤出成型研究进展[J];应用化工;2011年06期
10 郭艳玲;姜凯译;于志祥;辛宗生;曾伟梁;;选择性激光烧结木塑复合材料的制备工艺及成型机理[J];上海交通大学学报;2011年09期
11 罗海;;木塑复合材料的光降解与光稳定[J];中国塑料;2011年05期
12 胡圣飞;赵敏;陈祥星;张冲;;POE-g-Si对PP/木粉复合材料结构和性能的影响[J];合成树脂及塑料;2011年04期
13 朱栋君;何春霞;;不同填料及不同塑料基木塑复合材料的力学性能[J];塑料;2011年02期
14 朱德钦;生瑜;苏晓芬;邹寅将;罗俊贤;郑旺财;;TDI对聚丙烯/木粉复合材料性能的影响——改性剂TDI用量和木粉用量的影响[J];福建林学院学报;2011年03期
15 关苏军;刘恒山;汪丽娜;徐英莲;陈锦祥;;玄武岩纤维增强木塑复合材料的拉伸和熔融性能[J];功能材料;2011年S2期
16 邱玉超;徐东军;王丰;贾德民;;废旧聚乙烯复合材料的制备与性能研究[J];再生资源与循环经济;2011年07期
17 曾广胜;徐成;庞立楠;许超;江太君;刘跃军;;植物纤维增强LDPE复合材料的性能研究[J];包装学报;2011年03期
18 高巧春;赵剑英;蔡红珍;;相容剂对木塑复合材料润湿性及力学性能的影响[J];塑料科技;2011年09期
19 白晓艳;王清文;隋淑娟;;改性AC发泡剂对PVC木塑复合材料性能影响[J];中国塑料;2011年05期
20 曾广胜;许超;刘跃军;瞿金平;;废纸浆/HDPE复合发泡材料的流变行为及发泡形态[J];化工学报;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;新型环保型木塑复合材料[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
2 周持兴;王鹏;郑泓;俞炜;;木塑复合材料流变行为的研究[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
3 秦特夫;;木塑复合材料生产设备现状与发展[A];2009全国木材加工技术与装备发展研讨会木工机械数控新技术培训班论文集(会刊)[C];2009年
4 刘超栋;石光;吴素萍;林少全;;秸秆木塑复合材料的制备及性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 ;甘蔗渣木塑复合材料[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
6 欧阳彦辉;徐卫兵;周正发;任凤梅;朱敏;;正交实验在PP基木塑复合材料配方中的应用[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
7 宋平安;傅深渊;吴强;;碳纳米管增强聚丙烯基木塑复合材料的研究[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
8 蔡红珍;彭思来;柏雪源;;一种新型材料—木塑复合材料[A];2005年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2005年
9 刘嘉;;科技转化为生产力之创新产品——木塑复合材料[A];第六届全国人造板工业科技发展研讨会论文集[C];2007年
10 李凯夫;谢雪甜;;稻糠/高密度聚乙烯复合材料人工加速老化行为规律的研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第四分册[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周箭;新型PVDF基木塑复合材料体系界面行为及物性研究[D];浙江大学;2009年
2 高华;木粉/马来酸酐接枝聚烯烃共混物复合材料[D];东北林业大学;2011年
3 王正;木塑复合材料界面特性及其影响因子的研究[D];中国林业科学研究院;2001年
4 王鹏;高填充木塑复合材料流变行为与结晶性质研究[D];上海交通大学;2011年
5 谢辉;PVDF基复合型聚合物电解质的研究及其应用[D];天津大学;2009年
6 孟昭虹;Al_2O_3改性Pd/Fe/PVDF催化还原剂制备及去除水中氯乙酸研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 胡圣飞;PVC/稻壳粉复合材料结构与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
8 李蕊;基于PVDF的全有机介电材料制备、结构与性能[D];武汉理工大学;2010年
9 辛宗生;木塑材料快速成形件性能及其关键技术的研究[D];东北林业大学;2011年
10 郭丽华;马来酸酐/硅烷接枝聚丙烯界面相容剂制备及其性能研究[D];东北林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴恬静;木塑复合材料在园林中的应用研究[D];浙江农林大学;2010年
2 剧文志;温度作用后木塑复合材料弯曲和蠕变性能的研究[D];南京林业大学;2010年
3 宿磊;木塑复合材料热解动力学研究[D];河北大学;2010年
4 林芊;废旧聚丙烯的回收及其在木塑复合材料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
5 李芳;木粉预处理对木塑复合材料性能的影响[D];北京林业大学;2010年
6 杨俊;植物纤维填充的聚合物基木塑复合材料的研究[D];华东理工大学;2011年
7 刘申;聚苯乙烯基发泡木塑复合材料的制备和性能[D];东北林业大学;2010年
8 张道海;脲醛树脂浸渍速生木制备木塑复合材料[D];大连理工大学;2011年
9 李晶晶;新型木塑复合材料性能的研究[D];南京林业大学;2010年
10 陈志博;聚乙烯木塑复合材料的液相化学氧化处理及其表面特性研究[D];东北林业大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 国泰 平安;木塑复合材料的研究与应用[N];中国包装报;2003年
2 刘国信;木塑复合材料:用途广泛的新型环保产品[N];经理日报;2003年
3 中包木塑材料研发推广中心;极具推广价值的木塑复合材料[N];中国包装报;2003年
4 马菁;木塑复合材料节材代木应用座谈会圆满结束[N];中国建材报;2011年
5 记者 王成光;石河子天露公司木塑复合材料填补新疆空白[N];兵团日报(汉);2011年
6 文君;木塑复合材料:用途广泛的新型环保材料[N];中国建材报;2004年
7 ;武汉研制成功环保木塑复合材料[N];今日信息报;2003年
8 中包木塑材料研发推广中心;木塑复合材料——新型环保材料[N];中国包装报;2003年
9 ;武汉研制成功环保木塑复合材料[N];今日信息报;2003年
10 刘亦;新型环保材料——木塑复合材料[N];中国建设报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978