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摘 要

本文采用亚临界乙醇辅助反应挤出制备了超细重质碳酸钙填充的木塑复合材料，研究了亚临界乙醇对不同含量的超细重质碳酸钙在木塑复合材料中扩散度的影响，并分析了不同含量的超细重质碳酸钙对木塑复合材料力学性能的影响。由实验结果得出，随着超细重质碳酸钙含量的增加，木塑复合材料的力学性能呈先增加后减小的趋势，而且在亚临界乙醇作用下添加1份超细重质碳酸钙的木塑复合材料的拉伸强度，弯曲强度和无缺口冲击强度都有一定程度的提高，分别为41.82MPa、65.89MPa、11.01kJ•m^-2，然而弯曲模量反而下降，为4809.11MPa。

关键词：聚丙烯 木粉 亚临界乙醇 超细重质碳酸钙 力学性能

Effect of micron - scale calcium carbonate on the properties of wood - plastic composites

Abstract

In this paper, ultrafine heavy calcium carbonate-filled wood-plastic composites were prepared by subcritical ethanol-assisted reaction extrusion. The effects of subcritical ethanol on the diffusion of superfine heavy calcium carbonate in wood-plastic composites were studied. The effects of different contents of superfine heavy calcium carbonate on the mechanical properties of wood - plastic composites were analyzed. The results show that with the increase of superfine heavy calcium carbonate content, the mechanical properties of wood-plastic composites increase first and then decrease, and the addition of 1 part of superfine heavy calcium carbonate under subcritical ethanol The tensile strength, flexural strength and non-notched impact strength of the wood-plastic composites were improved to a certain extent, which were 41.82MPa, 65.89MPa and 11.01kJ • m^-2, respectively. However, the flexural modulus decreased to 4809.11MPa.

Key Words: Polypropylene；Wood flour；Subcritical ethanol；Superfine heavy calcium carbonate；Mechanical properties

目 录

摘 要 I

Abstract

第一章 前 言

1.1木塑复合材料定义

1.2木塑复合材料的特点

1.3WPC在海内外的研究进展 2

1.3.1海外WPC的研究进展 2

1.3.2海内WPC的研究进展

1.4影响WPC性能的因素

1.5无机矿物填料的作用………………………………………………………………4

1.5.1无机填料碳酸钙的使用……………………………………………………...4

1.5.2碳酸钙对材料的改性作用…………………………………………………...5

1.6亚临界流体…………………………………………………………………….…...6

1.6.1亚临界流体的定义…………………………………………………………...6

1.6.2亚临界流体的性质…………………………………………………………...6

1.6.3亚临界流体的应用…………………………………………………………...6

1.6.4亚临界流体挤出技术对木塑复合材料的影响……………………………...7

1.7木塑复合材料的研究意义…………………………………………………………7

1.8本论文研究目的和内容……………………………………………………………8

第二章 实验部分 9

2.1木塑复合材料工艺流程 9

2.2实验主要原料 9

2.2.1木粉 9

2.2.2聚丙烯树脂 11

2.2.3MAPP的原理 11

2.2.4实验材料 11

2.3实验仪器和设备 ..12

2.4PP/木塑复合材料制备 12

2.5测试与表征………………………………………………………………………..13

第三章 结果与讨论 14

3.1超细重质碳酸钙对PP/木塑复合材料力学性能的影响 14

3.2PP/木塑复合材料扫描电镜分析 16

3.3PP/木塑复合材料红外分析图谱 17

第四章 结论 19

参考文献 20

致 谢

第一章 前 言

1.1木塑复合材料定义

木塑复合材料（简称WPC）是海内外最近几年不断发展的一类新型复合材料，指利用塑料（如聚乙烯PE、聚丙烯PP和聚氯乙烯PVC等），取代常用的树脂胶粘剂，与木粉、竹、糠粉、稻秆粉等植物纤维混合而成新的木质原料，再通过挤出成型法或者其他的成型方法将其制作成具有木材特征的型材或者异型材^[1]。这些材料主要用于室内外装饰，物流包装，家居建材等行业。木塑复合材料具有许多优异的性能，如木材易于钉木，易于规划，易锯，难以吸收水分，可有效防止虫害，与木材相比具有良好的耐腐蚀性，而且能像塑料便于回收利用，是一种很好的环保材料。

1.2木塑复合材料的特点

1. 良好的力学性能

WPC内含木质纤维和树脂，弹性较大，具有与实木相当的物理机械性能如抗弯曲性和抗压缩性，比一般木材的耐用性高^[2]。

1. 兼具防水防腐蚀

WPC与普通木质材料相比，抗酸碱、防水、防潮湿、防腐蚀，不容易生成霉菌和虫斑。使用寿命高达50年以上^[3]。

1. 具有很强的抗紫外线功能、易于着色^[4]。
2. 可废物利用，并能将其全部回收再生产。可以降解，不会造成“白色污染”，是具有很大发展前景的绿色环保产品。
3. 原料来源广泛

HDPE或PP是用于加工WPC的材料，而木粉、稻壳、秸秆等废旧植物纤维可合成木质材料，此外还需要添加其他成分的助剂来达到改性^[5]。

（6）能根据各方面的需要，制成的WPC在形状以及尺寸方面会有差异^[6]。

1.3WPC在海内外的研究进展

1.3.1海外WPC的研究进展

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