木塑复合材料蠕变特性及预测方法的研究进展

木塑复合材料(WPCs)已广泛应用于建筑外墙板、户外铺板、室内装饰、园林景观、汽车内饰等非承重结构材料领域,但由于线型或支链型热塑性聚合物固有的粘弹特性决定了WPCs在受到长期力载荷时易发生蠕变变形,严重影响其作为承重结构材使用。因此抗蠕变是木塑产业界面临的重大技术瓶颈,也是学术界关注的核心科学问题。为更好地了解并改善WPCs的蠕变现象,本文综述了WPCs蠕变行为的研究进展,讨论了原材料、结构和环境条件等因素对其抗蠕变性能的影响,并对WPCs抗蠕变的改进方法进行了总结和分析。WPCs长期蠕变行为测试是评价其耐久性和安全性的必要手段,但传统的长期蠕变测试方法耗时且成本高昂。通过蠕变与时间、温度和外界应力等因素存在的经验关系,可以实现蠕变的加速测试。最后讨论了玻耳兹曼叠加原理、时间-温度-应力叠加原理、分步等温度法和分步等应力法等加速测试方法在WPCs长期蠕变预测中的应用。      

高分子长链结构在“高分子物理学”中的特殊性

高分子的长链结构决定高分子材料的特殊性质。长链结构的显著特征是熵弹性,使高分子材料在强度、弹性模量、形变响应方面不同于金属材料和无机材料,从而导致高分子材料的独具的橡胶态。"高分子物理学"研究的主要对象是长链分子,文中以高分子长链结构和凝聚态结构为逻辑起点,根据长链结构的存在状态与高分子特殊的链段运动单元之间的关系,阐述了高分子独有的橡胶态、松弛特性及流动中明显的粘弹特性,体现出高分子长链结构在研究"高分子物理学"中的主线作用。     

木材用玉米淀粉胶粘剂的改性研究

以玉米淀粉为原料、次氯酸钠为淀粉的氧化剂和过硫酸铵(APS)为聚乙烯醇(PVA)的氧化剂,在碱性条件下将氧化玉米淀粉与氧化PVA进行接枝改性,制备出-种木材用胶粘剂。考察了PVA浓度、纳米蒙脱土(MMT)含量和固含量等对淀粉胶粘剂干、湿态胶接强度的影响。结果表明:当固含量为28.57%、u(PVA)=5%和w(纳米MMT)=2%时,相应淀粉胶粘剂的综合性能相对最好。     

超高填充聚丙烯基木塑复合材料高低温性能

为了充分降低成本,增加环境友好性并获得良好的木质感,以杨木纤维和毛竹纤维为原料,通过挤出成型制备超高填充聚丙烯基木塑复合材料(UH-WPCs)。基于聚丙烯基体含量的大幅降低,对比分析了填充量和木质纤维种类对UH-WPCs高低温力学性能、高低温蠕变性能、热膨胀性能、尺寸稳定性及吸水性能的影响。结果表明,随着填充量从75wt%增加到90wt%,其线性热膨胀系数大幅降低,蠕变应变逐渐减小而在90wt%时增大;拉伸模量和弯曲模量随填充量的增加先升高而后在90wt%时下降;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随着填充量的增加逐渐降低;在低温?30℃时UH-WPCs的拉伸和弯曲性能较高,高温60℃时冲击韧性较好。温度、湿度及含水率变化均导致UH-WPCs尺寸变化,其中厚度方向尺寸变化率最大,其次为宽度方向,长度方向最小,表现出明显的各向异性;湿度对UH-WPCs的尺寸稳定性的影响远大于温度的作用。杨木基UH-WPCs综合性能优于毛竹基UH-WPCs,这与杨木纤维具有更大的长径比及良好的界面结合有关。UH-WPCs的研究为降低WPCs生产成本和拓宽其应用领域提供了理论依据。      

基于响应曲面法的木塑复合材料强度分析及挤出工艺优化

以杨木纤维(WF)为增强材料,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为偶联剂,采用熔融挤出法制备了WF/HDPE复合材料。选取WF含量、偶联剂添加量、挤出温度为自变量,试件的抗冲击强度、弯曲强度、拉伸强度为响应值,采用Box-Behnken Design方法设计实验并利用响应曲面法建立WF/HDPE复合材料力学强度的二次多项数学模型,对WF/HDPE复合材料的挤出工艺进行优化设计。结果表明,WF添加量、MAPE添加量和挤出温度的最佳水平为:47.37wt%、4.23wt%、173.69℃,此时WF/HDPE复合材料的抗冲击强度为4.06 kJ·m?2,弯曲强度为43.79 MPa,拉伸强度为28.59 MPa。模型预测值与实测值误差小于5%,较好地反映了WF/HDPE复合材料力学性能与挤出工艺因素间的关系。