HDPE-稻殼發(fā)泡木塑復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、發(fā)泡木塑復(fù)合材料(Foam Wood Plastics Composites，簡稱FWPC)以木基部分（如木粉，秸稈粉，棉稈粉，竹粉，果粉等）等為主要成分，經(jīng)過一定的處理與塑料制品（如PE，PP,PVC，PS等），并加入發(fā)泡劑（AC/ZnO，小蘇打）等，進(jìn)行發(fā)泡結(jié)合而成的一種新型環(huán)保復(fù)合材料。本論文通過添加不同的阻燃劑和不同的發(fā)泡劑制得阻燃型發(fā)泡木塑復(fù)合材料，利用現(xiàn)代分析測試技術(shù)與傳統(tǒng)試驗方法，研究不同阻燃劑和無鹵阻燃劑及發(fā)泡劑對發(fā)泡復(fù)

2、合材料的阻燃性能與力學(xué)性能的影響。
　　本文以高密度聚乙烯(HDPE)及稻殼為主要原料，添加各種發(fā)泡劑（偶氮二甲酰胺，小蘇打，偶氮二異丁晴）及其助劑。部分復(fù)合材料還添加了阻燃劑（聚磷酸銨，氫氧化鎂及蒙脫土）以研究其阻燃性能。采用熱壓成型的工藝制備了HDPE/稻殼發(fā)泡木塑復(fù)合材料，并通過實驗測定其力學(xué)性能，吸水性能，導(dǎo)熱系數(shù)及微觀圖分析和熱重分析。通過對各復(fù)合材料的實驗得出以下結(jié)論:
　　(1)用AC(偶氮二甲酰胺)對HDPE

3、/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料發(fā)泡的實驗結(jié)果表明:當(dāng)AC含量為1wt％時，復(fù)合材料的力學(xué)性能和防水性能較好，但保溫性能不佳。而當(dāng)AC含量為1.5wt％時，復(fù)合材料的保溫性能最好，但是力學(xué)性能和防水性能均有所下降。考慮到經(jīng)濟(jì)性，AC含量為1wt％-1.5wt％時其熱失重殘?zhí)悸矢撸黜椓W(xué)性能及物理性能優(yōu)。
　　(2)使用小蘇打?qū)DPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料發(fā)泡，通過添加不同含量的小蘇打制備一系列復(fù)合材料，對含不同量小蘇打的復(fù)合材料進(jìn)行實驗，分別測

4、試了其力學(xué)性能，吸水性和物理特征等材料性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)小蘇打含量為1.5wt％時，復(fù)合材料的熱失重殘?zhí)柯瘦^高，且此時的力學(xué)性能，保溫能力及防水性能均較佳。綜合性能較好。
　　(3)使用偶氮二異丁腈(AIBN)對HDPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料發(fā)泡，通過添加不同量的偶氮二異丁腈制備了一系列的復(fù)合材料，對含不同量偶氮二異丁腈的復(fù)合材料進(jìn)行實驗，分別測試了其力學(xué)性能，吸水性能和物理特征。結(jié)果顯示:對比以上兩種復(fù)合材料的發(fā)泡情況和各項性能來說，

5、用丁腈發(fā)泡HDPE/稻殼復(fù)合材料效果都差了不少，且丁腈本身在分解時會產(chǎn)生有害氣體，對人體和環(huán)境有傷害。所以在不考慮成本的情況下不建議使用丁腈作為發(fā)泡劑對HDPE/稻殼復(fù)合材料進(jìn)行發(fā)泡。
　　(4)使用含量為1.5wt％的小蘇打作為發(fā)泡劑制備HDPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料，添加不同含量的聚磷酸銨(APP)作為阻燃劑，考查了不同APP含量復(fù)合材料的力學(xué)性能，吸水性能和物理性能。結(jié)果表明:在APP含量不超過10wt％時，少量添加APP對復(fù)合

6、材料的力學(xué)性能時有所改善的，但是超過了10wt％以后，APP的添加就會對復(fù)合材料的力學(xué)性能有不良影響。同時APP的添加對復(fù)合材料的防水性能也有一定的影響，隨著APP的添加，復(fù)合材料的吸水性呈上升趨勢，而接觸角下降。導(dǎo)熱系數(shù)也在APP含量為10wt％時最低。所以綜合以上實驗結(jié)果APP含量為10wt％時，復(fù)合材料的性能最好。
　　(5)使用含量為1.5wt％的小蘇打作為發(fā)泡劑制備HDPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料，添加不同含量的氫氧化鎂(MH

7、)作為阻燃劑，考查了不同MH含量復(fù)合材料的各項性能如力學(xué)性能，吸水性，物理性能。結(jié)果表明:當(dāng)MH含量為10wt％左右時，復(fù)合材料的熱失重殘?zhí)柯矢?，各項力學(xué)性能及物理性能和防水性綜合較優(yōu)。
　　(6)使用含量為1.5wt％的小蘇打作為發(fā)泡劑制備HDPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料，添加不同含量的蒙脫土(OMMT)作為阻燃劑，考查了不同OMMT含量復(fù)合材料的各項性能如力學(xué)性能，吸水性，物理性能。結(jié)果表明:OMMT阻燃發(fā)泡復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲

8、強(qiáng)度在OMMT含量為1wt％最好，硬度和防水性能在OMMT含量3wt％時最好。沖擊強(qiáng)度在OMMT含量為5wt％時最高但是蒙脫土的含量增加對材料的保溫性能有不利的影響，綜合各項指標(biāo)和考慮到經(jīng)濟(jì)性，OMMT含量不宜超過3wt％。
　　(7)使用含量為1.5wt％的小蘇打作為發(fā)泡劑制備HDPE/稻殼發(fā)泡復(fù)合材料，添加不同比例的HDPE和稻殼制備一系列的復(fù)合材料，對這些復(fù)合材料進(jìn)行實驗，考查了不同配比下復(fù)合材料的各項性能如力學(xué)性能，吸水性