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木塑生產(chǎn)小貼士
????????隨著市場需求日益增長,塑木技術(shù)被快速深挖,塑木也通常叫木塑,用木粉的什物纖維來做填充、跟PE,或者PVC等樹脂混合,再根據(jù)需要加上相應(yīng)的改性材料,經(jīng)擠出或注塑而制作出來的材料包括(型材、板材,城市綠化耗材等),從功能上替代木材和塑料。
????????木塑產(chǎn)品比純塑料或者是純木材等,成本要低得多,可以用回收廢棄的植物纖維,木材加工中的廢棄木粉和用過的回收塑料,有利于環(huán)境和資源的充分利用,具有木材和塑料的優(yōu)點(diǎn),低密度,低成本,耐水,耐蛀;用于木塑的木粉有木粉,竹粉,稻殼粉,麥桿,花生殼,甘蔗渣等,用于木塑的樹脂有PVC,PE,PP,其中PE占70%,PVC占13%,PP占17%[3],由于石油價(jià)格的上漲,導(dǎo)致以石油為原料的PE,PP的價(jià)格上漲,而PVC價(jià)格平穩(wěn),給PVC基礎(chǔ)材料的的塑木復(fù)合材料一個(gè)發(fā)展的機(jī)會。當(dāng)然并是不成本低我們就可以忽略這些對制品物力力學(xué)性能有很大的影響,我們通過實(shí)際生產(chǎn),可以具體分析一下。
????????木塑產(chǎn)品比純塑料或者是純木材等,成本要低得多,可以用回收廢棄的植物纖維,木材加工中的廢棄木粉和用過的回收塑料,有利于環(huán)境和資源的充分利用,具有木材和塑料的優(yōu)點(diǎn),低密度,低成本,耐水,耐蛀;用于木塑的木粉有木粉,竹粉,稻殼粉,麥桿,花生殼,甘蔗渣等,用于木塑的樹脂有PVC,PE,PP,其中PE占70%,PVC占13%,PP占17%[3],由于石油價(jià)格的上漲,導(dǎo)致以石油為原料的PE,PP的價(jià)格上漲,而PVC價(jià)格平穩(wěn),給PVC基礎(chǔ)材料的的塑木復(fù)合材料一個(gè)發(fā)展的機(jī)會。當(dāng)然并是不成本低我們就可以忽略這些對制品物力力學(xué)性能有很大的影響,我們通過實(shí)驗(yàn),可以具體分析一下。
????????首先我們要知道木粉的主要成份是纖維素+木質(zhì)素+半纖維素,另外其它有機(jī)物和水份。在實(shí)際生活中得加上樹脂粉的。
????????把PVC+木粉等植物纖維混合物混勻,在170℃雙輥筒塑煉機(jī)上混煉5min,取片,壓片,制樣,缺口沖擊強(qiáng)度按GB1843-80標(biāo)準(zhǔn)在ZBC-25B型擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行;拉伸性能按GB/T1040-92標(biāo)準(zhǔn)在CMT6104型萬能電子試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。彎曲性能按GB1042-79標(biāo)準(zhǔn)測試。將沖擊樣條用液氮冷卻,然后脆斷,在斷面上真空鍍金,通過掃描電鏡進(jìn)行掃描。
????????一、木粉的水份在生產(chǎn)過種的影響力變量
????????通過實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)將木粉加熱時(shí),水份首先蒸發(fā),然后是木質(zhì)素的易分解部分發(fā)生分解,進(jìn)一步升溫纖維素氧化分解,最后木質(zhì)素發(fā)生分解。用未烘干或烘干處理不到位的木粉填充改性塑料時(shí),由于木粉中殘留的水份及木粉中的低沸點(diǎn)揮發(fā)性物質(zhì)的存在,使樣品中有相當(dāng)?shù)臍馀荽嬖?,故材料的力學(xué)性能受到明顯影響;同時(shí),適當(dāng)?shù)募訜崽幚硪部杀苊庠诩庸み^程中出現(xiàn)“燒”的現(xiàn)象,并保證加工順利,制品光亮,色澤正常。因此,木粉在填充前須進(jìn)行干燥。木竹粉在加熱初期,重量減量值比較大,因?yàn)榧訜釙r(shí),竹粉水份揮發(fā),1小時(shí)后,竹粉減量值基本不變,在110℃、130℃下木粉減重主要是水份揮發(fā)。而在溫度150℃下,竹粉在加熱初期,重量減量值比較大,主要是失去水份,但隨著加熱時(shí)間延長,竹粉減量值變得比較平緩,這時(shí)竹粉主要是失去低沸點(diǎn)揮發(fā)性物質(zhì)。加熱時(shí),如溫度低,時(shí)間短,木粉減量不足3%,如溫度高,加熱時(shí)間長,木粉無限減量,是無意義和不經(jīng)濟(jì)的。從性能和經(jīng)濟(jì)二方面結(jié)合考慮,木粉加熱溫度在110℃、130℃,減量范圍5-10%為宜。
????????二、樹脂的選擇對制品力學(xué)性能的影響
????????木粉高填充,會影響PVC的塑化性能和加工流動性,得根據(jù)樹脂的熔體流動速率(MFR)去選擇樹脂的型號,MFR對復(fù)合材料性能也有一定影響,在相同加工工藝條件下,樹脂的MFR較高,木粉的總體浸潤性較好,木粉的分布也越均勻,而木粉的浸潤性和分布影響復(fù)合材料的機(jī)械性能,尤其是沖擊強(qiáng)度。聚氯乙烯的聚合度越小,樹脂的MFR越高,我們通過PVC樹脂廠家提供的參數(shù)不難看出,PVC SG-7或PVC SG-8的粘數(shù)較低,MFR較高,因此,PVC SG-7或PVC SG-8比較適合做PVC/木塑復(fù)合材料的基體樹脂。
????????三、木粉選擇對制品力學(xué)性能的影響
????????木粉是由機(jī)械粉碎而成,不同粒徑的木粉在粉碎過程中所承受的力是不同的,因此不同粒徑的木粉具有不同的表面粗糙度和長徑比,并且木材本身的“微泡結(jié)構(gòu)”所遭受的破壞程度不同。木粉的粒徑越大,其表面的粗糙度越大,木材的表面的粗糙度對性能影響表現(xiàn)為:
????????①木材與塑料形成良好浸漬;
????????②在界面形成較深的界面擴(kuò)散和機(jī)械互鎖。
????????如不能在界面形成較深的界面擴(kuò)散和機(jī)械互鎖,意味著在界面形成空洞,導(dǎo)致材料性能下降。我們采用60目、100目、300目的木粉填充PVC,用以下配方
????????PVC粉 SG-7 100
????????穩(wěn)定劑 3.5
????????內(nèi)、外潤滑劑 0.5~2.0
????????AC發(fā)泡劑 0.3~0.5
????????ACR發(fā)泡加工助劑 5.0~8.0
????????填料 4.0~6.0
????????阻燃劑 2.0~3.0
????????成核劑 0.2~0.7
????????增塑劑 5.0~10.0
????????改性處理木粉 20.0~30.0
????????內(nèi)、外潤滑劑 0.5~2.0
????????AC發(fā)泡劑 0.3~0.5
????????ACR發(fā)泡加工助劑 5.0~8.0
????????填料 4.0~6.0
????????阻燃劑 2.0~3.0
????????成核劑 0.2~0.7
????????增塑劑 5.0~10.0
????????改性處理木粉 20.0~30.0
????????我們發(fā)現(xiàn)隨著填充PVC木粉粒徑的變化,PVC/木粉復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,這種趨勢被PVC/木粉復(fù)合材料電鏡所證實(shí),60目木粉,表面粗糟度高,結(jié)構(gòu)疏松,PVC樹脂未能向木粉中滲透,裸露顆粒較多,木粉周圍空洞較多;300目木粉,粒徑小,木粉易團(tuán)聚;這些缺陷形成應(yīng)力集中,在較小的作用力下,容易斷裂。而100目木粉,粒徑適中,PVC樹脂和木粉界面相容性好,所以,沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)最大值。
????????通過實(shí)驗(yàn)我們總結(jié)為:PVC SG-7或PVC SG-8比較適合做PVC/木塑復(fù)合材料的基體樹脂;100目木粉,粒徑適中,和PVC樹脂相容性好,沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)最大值;木粉填充PVC事先的干燥溫度110℃為好。