復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料性能的影響畢業(yè)論文-文庫吧
2025-01-01 12:07 本頁面
【正文】 這一領(lǐng)域研究的關(guān)鍵，而準(zhǔn)確地確定各種影響復(fù)合性能的復(fù)合工藝因子則是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。本文我們選定了木纖維和可發(fā)泡性的聚苯乙烯作為原料進(jìn)行復(fù)合，在復(fù)合過程中可能會(huì)影響復(fù)合材料性能的因子主要有復(fù)合添加劑（酚醛樹脂膠）、復(fù)合溫度、復(fù)合時(shí)間、原料配比，在試驗(yàn)中我們利用正交試驗(yàn)法確定達(dá)到最佳產(chǎn)品性能的復(fù)合工藝影響因子，通過對(duì)復(fù)合板力學(xué)性能、吸水能力等的測試結(jié)果進(jìn)行直接分析、計(jì)算分析和綜合分析來確定各影響因子的最佳值。 木塑復(fù)合材料是以木材為主要原料，經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硎蛊渑c各種塑料通過不同的復(fù)合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料主要分為實(shí)木改性木塑復(fù)合材料和木質(zhì)纖維與塑料復(fù)合材料。前者的研究始于上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)采用的方法是使各種塑料單體通過常壓或真空擒住的方式進(jìn)入木材細(xì)胞強(qiáng)。然后用γ射線引發(fā)聚合，使塑料單體在木材細(xì)胞腔內(nèi)聚合形成成高分子材料。后者則是在上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新型復(fù)合技術(shù)，最初是將木粉作為一種填料加入到蘇來哦中用于改善制品的性能，降低塑料制品的價(jià)格。到了80年代，在拇指材料組員形態(tài)方面出木粉外，各種不同的組員形態(tài)如單板、大片刨花、細(xì)刨花、木纖維都以進(jìn)入與塑料復(fù)合的范疇。在復(fù)合途徑和技術(shù)方面，出了傳統(tǒng)的塑料加工技術(shù)外，其他技術(shù)如無紡織、人造板加工等也都成為木塑復(fù)合材料復(fù)合的重要技術(shù)手段。為得到最佳的影響因子相關(guān)數(shù)據(jù)，國內(nèi)外木塑復(fù)合行業(yè)對(duì)木塑復(fù)合材料的影響因子做了大量的研究工作。研究工作。其研究的主要方法是利用正交法進(jìn)行分析研究得出各種影響因子的最佳值。國內(nèi)在木塑復(fù)合工藝因子方面的研究成果主要有王正等 選用2 種人工林木材(馬尾松與楊木) 和3 種廢棄塑料(聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯) 為原料,采用木材與塑料冷混 熱壓工藝,通過正交試驗(yàn)研究不同樹種、木材組元形態(tài)、補(bǔ)強(qiáng)劑、塑料種類、板材密度及不同木塑混合比等復(fù)合工藝因子對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響。郭文靜等選用線性低密度聚乙烯(LLDPE) 、聚丙烯( PP) 、聚苯乙烯( PS) 為原料,以2 種比率與木纖維復(fù)合,用熱壓法制備了3 種木塑復(fù)合材料,分析了塑料種類對(duì)復(fù)合材料的物理力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明LLDPE 與木纖維的復(fù)合性能最好,其復(fù)合材料的抗沖擊性好,但彎曲強(qiáng)度和彈性模量最低。 PS 與木纖維的復(fù)合性最差,其復(fù)合材料抗沖擊性很差,但彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量高。木纖維與PP 復(fù)合材料的綜合性能最佳。由此提出用LLDPE 與PS 共混改性制造木/ 塑復(fù)合材料的設(shè)想；畢克新等利用林木剩余物開發(fā)復(fù)合型木質(zhì)纖維保溫材料研究；國外在木塑復(fù)合方面的研究比較早。日本在木質(zhì)纖維與聚苯乙烯泡沫復(fù)合、刨花與硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯復(fù)合等方面的研究有較大進(jìn)展。 美國林務(wù)局林產(chǎn)品研究所也使用鐵杉纖維與聚氨酯、聚苯乙烯等泡沫塑料復(fù)合, 研制出一系列木質(zhì)纖維復(fù)合保溫材料, 用于建筑、化工和電廠等領(lǐng)域的保溫。 研究內(nèi)容及意義本課題主要研究熱壓溫度、熱壓時(shí)間、原料配比等復(fù)合工藝對(duì)輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、吸水厚度膨脹率、含水率、靜曲強(qiáng)度等性能的影響，以此來確定木塑復(fù)合材料最佳的復(fù)合工藝。在對(duì)各個(gè)影響因子做分析時(shí)，本實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法，通過計(jì)算所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的均值和極差分析出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，并據(jù)此分析各個(gè)因素對(duì)各個(gè)性能的影響大小。通過本次實(shí)驗(yàn)，研究出最佳的復(fù)合工藝，根據(jù)各個(gè)因子對(duì)性能影響的大小，有選擇性、有針對(duì)性地改善復(fù)合工藝，從而獲得性能更加優(yōu)異全面的產(chǎn)品，降低成本，提高生產(chǎn)效益。2 試驗(yàn)原料與試驗(yàn)方法 試驗(yàn)原料 材料 木材：木纖維，xx木業(yè)有限公司； 塑料：可發(fā)性聚苯乙烯，由xx化學(xué)工業(yè)股份有限公司提供。 添加劑：酚醛樹脂膠，固含量為40%； 儀器試驗(yàn)的儀器設(shè)備參見表21。表21 試驗(yàn)設(shè)備Table 2 1 The equipments used in the experiment儀器名稱型號(hào)/量程生產(chǎn)廠家電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG9623A型上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司臥室和面機(jī)SM15廣東南海濤力食品機(jī)械廠試驗(yàn)熱壓機(jī)QD100上海人造板機(jī)器廠空壓機(jī)福建省泉州市力達(dá)機(jī)械有限公司 試驗(yàn)方法：本實(shí)驗(yàn)的復(fù)合工藝因子主要有原料的配比、成型溫度、熱壓壓力、時(shí)間、膠黏劑等，著重選定成型溫度、施膠量、時(shí)間和原料配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。①熱壓溫度 熱壓溫度的選擇主要是根據(jù)塑料的熔融溫度與木質(zhì)纖維的降解溫度而定，一般來說所選的熱壓溫度高于塑料的熔融溫度，低于材的降解溫度。本實(shí)驗(yàn)選用（160177。30）℃。②木纖維與聚苯乙烯的配比 木塑復(fù)合板的最終密度取決于兩種原料的配比，本次實(shí)驗(yàn)選取的木纖維與聚苯乙烯塑料的質(zhì)量比為10:10:2和10:3。其中實(shí)驗(yàn)用到的木纖維其含水率為6%。③熱壓時(shí)間 依據(jù)壓制板材厚度及達(dá)到板材目標(biāo)密度傳熱速度，同時(shí)考慮塑料的流展，本實(shí)驗(yàn)選取的熱壓為5min、6min、7min。④膠黏劑 其具體用量z設(shè)定為纖維質(zhì)量x的12%，在本次實(shí)驗(yàn)中我們用到的膠是液態(tài)的酚醛樹脂膠，其固含量為40%。此次實(shí)驗(yàn)我們要復(fù)合的是輕質(zhì)的木塑復(fù)合板，要求其理論密度ρ≤179。，其長寬高分別為35cm、35cm、1cm。由此我們根據(jù)公式M（板）=x+y+z=(3535)/(1+%) 式（1）其中x為纖維的計(jì)算用量，y為可發(fā)性聚苯乙烯的質(zhì)量，z為酚醛樹脂膠的用量以上為計(jì)算用量，其實(shí)際質(zhì)量：木纖維X=x（1+6%）液態(tài)膠Z=（x12%）/40%在確定了工藝因子之后，對(duì)每個(gè)工藝因子選取三個(gè)個(gè)水平（）表22 輕質(zhì)木塑復(fù)合板工藝因子水平Table22 Variable factors and levels forlight weight WoodPlastic Composites因子水平123熱壓時(shí)間5min6min7min熱壓溫度140℃150℃160℃木纖維/聚苯乙烯10:110:210：3 在基本復(fù)合條件選定之后，如何確定出輕質(zhì)木塑復(fù)合材料最佳復(fù)合工藝，將根據(jù)這些因子對(duì)復(fù)合材料性能影響的顯著性來檢驗(yàn)確定。這里我們采用正交試驗(yàn)法。因子及水品的設(shè)計(jì)見下表23。 表23 輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table23 The experimen
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