木塑复合材料产业的发展与机遇

党的十六大指出，我国人民生活总体上达到了小康水平，本世纪头二十年，要集中力量，全面建设惠及十几亿人口的小康社会，要紧紧抓住这一大有作为的重要战略机遇期。过去的二十年，我国经济保持了高速的发展势头，人民生活水平得到了很大的提高，现代文明建设有了很大的进步。随着经济     

木纤维塑料复合材料

木纤维塑料复合材料woodfiberandplasticcompos-ites,以下简称WFPC,是一种综合性能优异的新型生态环保材料,其开发应用前景极为广阔。目前,许多国家积极进行WFPC产品的研发工作包括:功能性材料的研发,工艺手段的创新,挤出、注塑等设备结构的研发,以及模具设计的创新等。1原料组成及生产技术将热塑性材料如PVC、PE、PP、ABS等塑料(可以是废塑料)与木质纤维如木粉、稻壳、秸杆等混合后,配合定量的加工助剂,制成各种型材和板材等制品。一般采用挤出法连续生产,生产效率高;少量采用注射法生产。按原料配比WFPC可分为3类:(1)木粉含量低…     

木纤维/PP复合微孔发泡材料的研究

用化学发泡法注塑成型制备了木纤维/PP复合微孔发泡材料.研究了木纤维掺量对木纤维/PP复合微孔发泡材料力学性能、密度及微孔结构的影响.结果表明,木纤维的添加使得材料的力学性能显著提高,且木纤维/PP复合微孔发泡材料的冲击强度和弯曲强度要高于未发泡材料,而未发泡材料的拉伸强度要高于木纤维/PP复合微孔发泡材料:复合材料的密度随着木纤维掺量的增加而增大,且发泡材料的密度小于未发泡材料的密度;随着木纤维掺量的增加,木纤维/PP复合微孔发泡材料的泡孔直径先减小后增加,木纤维掺量为5%时,泡孔直径达最小,为20.5μm.     

木纤维和天然纤维复合材料发展迅速

2002年木纤维和天然纤维增强塑料复合材料保持显著增长。一项新近的市场研究表明,北美和西欧对此材料的需求量达到9亿美元,比2001年增长了近20%。在如今的经济气候下,这是令人惊讶的增长率。无任何其它材料能与之相比。这类复合材料是用木纤维或亚麻、大麻、洋麻等天然纤维与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚合物复合而成。在很多情况下,聚合物或纤维或二者都可使用回收材料。用此复合材料制作的建筑构件特别是铺面板占市场销量的2/3。铺面板在美国东南部和西南部获得了巨大的增长。其它建筑构件如栏杆、围栅、门窗型材、墙板等则刚开始用此类…     

非木纤维填充PVC新型复合材料的研制

本研究以废旧塑料和非木纤维为原料,通过添加特定功能性助剂,得到一种非木纤维填充PVC的新型复合材料,是一种绿色环保产品,具有极大的应用前景。     

温度对木塑复合材料弯曲性能影响的试验研究

研究了温度变化对木塑复合材料弯曲性能的影响.试验结果表明,PE/木粉木塑复合材料的弯曲强度在6℃左右达到最大值,当温度升高或降低时,材料的弯曲强度和弯曲模量也降低;木塑复合材料的弯曲强度和弯曲模量随着木质纤维掺量的增加而增大,在木粉掺量为65%时弯曲强度达到最大值.因此,可以根据使用环境的不同,选择合适的配方生产木塑复合材料.     

高密度聚乙烯木塑复合管的研制

采用双螺杆挤出制各高密度聚乙烯/木塑复合材料,研究各组分及配比对复合材料性能的影响,并制备了木塑复合管材.结果表明,当木粉含量在60份以内时,木塑复合材料的拉伸强度变化不超过2MPa,弹性模量随木粉含量的增加而增大,但韧性有一定的下降,复合材料具有良好的加工流动性.增容剂对HDPE/木粉复合材料都起到了一定的增强效果,针状硅灰石的加入明显提高复合材料的拉伸强度和弯曲模量.所制备的木塑复合管材的线性收缩率为1.8%,拉伸强度为29 MPa,弯曲模量为1400 MPa,线膨胀系数为1.33×10-4/℃.     

纤维纱加筋黄土一维蠕变特性试验研究

将纺织废旧布料经过开松、分梳、切断制成纤维纱,在黄土中掺入一定比例及长度的纤维纱,制备成纤维纱加筋黄土,利用一维蠕变仪研究在不同竖向荷载作用下,纤维纱加筋黄土的一维蠕变变形特性。试验结果表明：在不同竖向荷载作用下,纤维纱加筋黄土的蠕变应变均小于素黄土的蠕变应变,纤维纱加筋对于抑制黄土的蠕变变形具有积极作用;当竖向荷载大于400k Pa时,纤维纱加筋黄土达到稳定蠕变的时间相较于素黄土更长;随着纤维纱掺加比例及纤维纱掺加长度的增大,纤维纱加筋黄土的蠕变应变呈现出先减小后增大的变化趋势;纤维纱最佳掺加比例为0.3%,纤维纱最佳掺加长度为30 mm。构建可以反映土体进入蠕变阶段后,长期强度稳定性能的蠕变指数表达式,当竖向荷载在400～800 kPa时,蠕变指数增长显著,当竖向荷载大于800 kPa时,蠕变指数随竖向荷载的增大逐渐趋于稳定。结合一维蠕变试验数据,建立了考虑纤维纱掺加比例及纤维纱掺加长度影响的纤维纱加筋黄土一维蠕变经验模型。     

糠醇和玻璃纤维处理对木材弯曲蠕变的影响

分别用质量分数为30%的糠醇溶液浸渍意杨(P)和在P表面粘贴玻璃纤维布来获得糠醇改性意杨(FP)及玻璃纤维增强意杨(GFRP),并对GFRP、FP和P的弯曲蠕变性能进行测试分析.结果表明:在加载应力水平分别为各自静曲强度35%的条件下,GFRP和FP的普通蠕变最大挠度相比于P分别降低了21.97%和36.93%,机械吸附蠕变最大挠度分别降低了75.56%和81.49%;在加载应力水平均为P静曲强度35%的条件下,GFRP和FP的普通蠕变最大挠度相比于P分别降低了66.25%和38.00%,机械吸附蠕变最大挠度分别降低了85.22%和78.88%.糠醇改性和玻璃纤维增强处理均不能改变P的普通蠕变特性,但能有效降低其普通蠕变挠度.GFRP和FP丧失了P原有的机械吸附蠕变特性而仅表现出普通蠕变特性,有效增强了P的抗机械吸附蠕变能力.     

木质纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的试验分析

木质纤维/聚酯纤维复合吸声材料为多孔纤维材料,利用阻抗管测量其吸声系数,探讨了密度、厚度、空气流阻率、背后空腔深度、针刺处理工艺及贴面处理对其吸声性能的影响.结果表明:在试验范围内,密度为0.2g/cm3,空气流阻率为1.98×105 Pa·s/m2的木质纤维/聚酯纤维复合材料具有较好的吸声性能;增加厚度或背后空腔深度,木质纤维/聚酯纤维复合材料的声波吸收峰往低频方向移动;对于密度大的木质纤维/聚酯纤维复合材料,针刺处理工艺能明显提高其吸声性能;贴面材料的使用可降低木质纤维/聚酯纤维复合材料的吸声性能.     

室内自然变湿环境中木质工字梁的静曲蠕变

对昆明1～3月室内自然环境下木质工字梁（IB）静曲蠕变进行试验、分析发现：室内自然变湿环境中的IB表现出环境湿度变湿阶段中蠕变挠度变小和环境湿度变干阶段中蠕变挠度变大的“阶段性吸着蠕变”行为,其昼夜自然变湿环境中的吸着蠕变行为则异于吸着蠕变的基本规律;IB的室内自然变湿蠕变总体行为与木质材料的普通静曲蠕变行为相似.以意杨PF LVL为翼缘、竹定向刨花板为腹板的IB 90d的自然变湿蠕变总挠度为533mm,其中,初始段的蠕变挠度和卸载后14d的不可恢复蠕变挠度分别为138,179mm,分别为蠕变总量的259%,336%.     

PVA-ECC徐变性能试验研究

基于7组聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)试件的轴心受压徐变试验,研究了不同纤维掺量和加荷龄期条件下PVA-ECC的徐变性能.结果表明:在试验掺量范围内,纤维掺量越大,PVA-ECC的徐变能力越大;PVA-ECC的徐变随加荷龄期的延长而降低,晚龄期加载试件的徐变小于早龄期加载试件.结合已有混凝土徐变计算模型和本文试验结果,提出了估算PVA-ECC徐变的2种模型,其计算值与试验值吻合较好.     

竹木复合地板变形有限元模拟

以表层为竹材、芯层为杉木拼板、背层为杨木单板的竹木复合地板为对象,利用ANSYS有限元软件,采用湿热类比法模拟表层和芯层厚度不同的竹木复合地板在干燥环境中的含水率变化,然后进行热结构耦合分析,研究由含水率变化引起的竹木复合地板的翘曲变形.结果表明:胶层能够起到水分屏障的作用,胶层内部木材的含水率变化很小,在使用中受空气湿度变化影响的主要是表层的竹材部分,而且表层竹材越薄的竹木复合地板其含水率越早与环境达到平衡;芯层厚度对竹木复合地板翘曲变形率有较大影响,而表层厚度对其翘曲变形率影响较小.该研究可为竹木复合地板的制造设计提供依据.     

温度对稻壳／HDPE复合材料弯曲蠕变性能的影响

研究了稻壳/HDPE(木塑)复合材料在25~75℃下的弯曲性能和短期弯曲蠕变性能,结果表明,该复合材料的弯曲性能和短期弯曲蠕变性能与温度显著相关;利用时温等效原理得到了25℃时稻壳/HDPE复合材料的弯曲蠕变柔量主曲线;采用十元件力学模型可以很好拟合该复合材料的弯曲蠕变柔量主曲线.     

聚氨酯泡沫/木质纤维复合材料的制备及其性能初探

以聚醚多元醇、多次甲基多苯基异氰酸酯(MDI)及木质纤维为原料,采用一步法制备了木质纤维增强硬泡聚氨酯复合材料。研究了木质纤维的长径比、用量对复合材料的力学性能、导热系数和其他性能的影响。结果表明,当长径比为40:1、添加量为10%时,复合材料的拉伸强度、压缩强度分别为4.8、5.6 MPa,与未增强的材料相比分别提高了2.06、2.20倍。并且增强聚氨酯复合材料的导热系数比未增强材料的导热系数更低,为0.017 W/(m.K)。     

高密度聚乙烯/稻壳复合材料老化性能的研究

研究了放置在室温、阳光曝晒和户外阴面自然环境中的高密度聚乙烯(HDPE)/稻壳复合材料的材色和弯曲疲劳/蠕变性能.结果表明:在阳光和户外阴面自然环境中,该材料的材色变化较大,尤其是前2个月,材料变白变黄,且因潮气致其发霉,6个月后,材料产生的色差△E~*高达20.64;在阳光和户外阴面自然环境中放置2,4,6个月后,材料的抗弯强度下降3.17%～19.20%,抗弯弹性模量下降3.23%～16.38%,而且其疲劳/蠕变性能也有一定下降;2个月后,材料产生的应变约为室温时的1.1～1.2倍,4个月后,由于温湿度、紫外线和光照强度降低,材料产生的应变减小,6个月后,材料产生的应变反而比室温时小;六元件模型能比四元件模型更好地模拟材料的疲劳/蠕变行为;材料的弹性变形与应力水平无明显关系,其黏弹性变形和黏性变形均随应力水平的增加而增大,且符合时间-温度-应力等效原理.     

昆明地区室内自然环境对不同类型木质梁蠕变性能的影响

采用自研足尺寸木质梁蠕变测试系统,对昆明室内自然环境下2种实木矩形梁和3种木工字梁进行了200 d蠕变测试,并分析其含水率与相对湿度的关系．结果表明：木质梁含水率的变化明显滞后于相对湿度的变化,且其在吸湿段的滞后大于解吸段;2种实木矩形梁和3种木工字梁在低湿波动、高湿波动、湿度持续波动上升和湿度持续波动下降这4类相对湿度典型变化时段的平均蠕变速率分别为8.839×10^-2、1.183×10^-2、-1.730×10^-2/-3.598×10^-2、7.424×10^-2/9.007×10^-2 mm/d,机械吸附蠕变特征明显;7条木质梁的FB₉₀（加载90 d后蠕变挠度与加载1 min后蠕变挠度的比值）小于1.60,满足承重用梁的抗蠕变要求;实木矩形梁的抗蠕变性能优于木工字梁．     

土工格室HDPE片材拉伸应变率相关特性

通过条带拉伸试验,分析了高密度聚乙烯(HDPE)片材的拉伸应力-应变关系,指出了该关系的应变率相关特性,并对HDPE片材的拉伸模量、最大拉伸应力、最大拉伸应力对应的拉伸应变、泊松比等物理力学参数与拉伸应变率的关系进行了详细分析,给出了HDPE片材应变率相关的应力-应变数学模型及其参数的物理意义.