温度作用下木塑材料的机械强度与黏弹性研究

【摘要】： 木塑作为一种新型复合材料,越来越受到人们的关注。但是由于对其性能的不了解,木塑在实际生活中的使用范围受到限制。本文主要研究三个方面:第一方面研究在不同温度条件下各种木塑材料的弯曲、蠕变、松弛性能,第二方面研究利用TTSP(时温等效原理)和TTSSP(时间-温度-应力等效原理),通过短期蠕变试验来获得木塑材料的长期蠕变性能,最后研究温度对材料老化的影响。分析了试验数据后最终得到如下结论: 1温度对各种木塑材料弯曲强度影响显著,HDPE/稻壳木塑的最大应力σmax平均值在85℃时下降到35℃时的44.54%,PP/木粉木塑的最大应力σmax平均值在75℃时下降到35℃时的33.93%,新HDPE/楠竹、回收HDPE/楠竹、回收HDPE/杂竹木塑的最大应力σmax平均值在85℃时分别下降到各自35℃时的40.06%、46.27%、35.87%。并且HDPE木塑材料较PP木塑材料受温度较小,利用DMA技术得到HDPE木塑材料的玻璃化温度约为140℃,而PP木塑材料的玻璃化温度只有90℃。 2木塑复合材料的蠕变与应力、时间、温度强烈相关。且木塑符合简单热流变材料的特点,其短期蠕变明显可以分为三阶段即:弹性变形、粘弹性变形和塑性变形。可以利用TTSP(时温等效原理)和TTSSP(时间-温度-应力等效原理),预测该材料的长时间蠕变,并且得到相应的力学模型和数学表达。 3在65℃温度条件下,木塑复合材料的弯曲强度在短时间内(12小时)急剧下降,12到122小时内呈上升趋势,但是在随后的时间中变化不明显。木塑材料在经历了近1000小时的高温老化后,其玻璃化温度几乎不变。