木刨花与再生塑料复合材的物理力学性能

2019-05-30 06:53:47 38
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  木刨花与再生塑料复合材的物理力学性能X杨文斌,刘一星,李坚,张显权(东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040)主要影响因素,其对各项指标均有高度显著性影响;塑料的添加量对复合板的厚度吸水膨胀率呈高度显著影响,对内联合强度及静曲强度的影响不显著;热压工夫的延长有助于复合板的性能指标的优化;热压温度对静曲强度和干状内联合强度及24h厚度吸水膨胀率的影响不显著,对湿状内联合强度和2h厚度吸水膨胀率的影响显著。

  利用木质材料与塑料停止复合生成木塑复合材料的历史已久。在这些钻研当中,主要以木粉木纤居纸纤维或其他纤维与塑料的复合为多。这类材料尺寸一般多限于通过1.5mm筛网的粉末或细碎材料。将木材加工成木粉或木纤维的工序较多,能耗大。假如能以木材刨花与废弃塑料停止复合,则不但能降低解决木材的能耗,而且还提供了一种对废弃塑料解决的有效门路。

  杨树是中国北方的常见速生树种,多用于消费刨花板、中密度纤维板;发泡聚苯乙烯是一种常见的包装材料,在我国每年直接用于工业缓冲减震包装的聚苯乙烯(ESP)材料的需求量约1000多万m3,这无疑是个触目惊心的数据。它多为一次性使用,且它的化学性质稳定密度小体积大,在自然界中既不腐烂,也不降解,是日益重大的所谓“白色污染”的主要来源之一。大量废弃的包装材料不只污染了环境,也形成了原材料的浪费,因此,对废弃聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用是近年来人们不时关注和不时讨论钻研的一个重要课题。

  文中旨在讨论废弃的泡沫聚苯乙烯与杨树刨花在胶粘剂作用下停止复合的工艺可行性及复合材料物理力学性能的讨论。

  1材料与办法1.1试验仪器50t预压机,100t热压机,自制旋转拌胶机,AG-10TA岛津万能试验机,MANGNA560型傅立叶红外光谱仪(美国尼高力公司消费)。

  :基金项目:国家948科学基金赞助项目(2001~01)。

  第1:杨文斌(1966-),男,福建南平人,副教授,博士后,从事木材枯燥、木塑复合材料钻研。

  1.2试验材料杨树木片(购自哈尔滨市正阳河人造板厂),废弃泡聚苯乙烯(自行搜集),液体异氰酸树脂胶粘剂MDI(东北林业大学材料科学与工程学院胶粘剂组提供,10(%固含量)1.3试验办法就可以得到均匀的塑料、刨花混合物。粉碎后的泡塑料利用KBr压片法停止FTIR光谱剖析。

  1.3.3板坯制备先将木刨花和粉碎后的EPS塑料拌均,再投入旋转式拌胶机中,旋转一定的圈数后再喷入MDI胶(施胶量为板坯绝干重的2%,注:板坯绝干重=刨花绝干重+塑料绝干重),使胶均匀地散布到刨花和塑料外表。施胶后的混合物利用手工铺装成320mnK340mm的疏松板坯,同时将脱模剂均地涂在垫板外表,而后在室温状态下停止预压,预压压力为1 Mpa,工夫30s.热压工艺为3段加压法,热压曲线,见;最高压力根据密度的大小在1. 525MPa范围内停止调整,密度大,相应选用大的最高压力;每个条件下试验反复压3块板,其中2块用于物理力学性能的测试,残余的1块用于其他用途。复合板的厚度工夫/min MDI胶合的木塑复合材热压曲线由厚度规控制,复合板的最终厚度设计为12mm. 1.3.4试验设计试验采纳正交试验设计,选用b(34)正交表,固定因子在文中1.3. 1~1.3.3别离作了具体的阐明,选取以下4个条件作为工艺参数的多因素试验变迁因子:木材与塑料的配比、热压温度、热压工夫板坯密度,变迁因子水平,见表1,表2.表1变迁因子水平被测试板材在制备试件前均在室温下至少陈放热压工夫原糊配比D为花重密塑料重>,B为热以温表同:h C为热压工夫(min),D为板坯密度(gcm-3),以下表同。

  10d,而后根据相关标准制取试件及各项主要物理力学性能指标的测试,其中静曲强度按照GB/T4897-92测试,内联合强度和厚度吸水膨胀率按照德国标准DIN68763V100测试。利用极差剖析和方差剖析对试验结果停止数据剖析。

  2结果与讨论bookmark3利用MDI胶合的再生木塑复合板材的各项物理力学性能,见表3.根据表中的数据可别离得到试验1.3.1木片的解决用刨片机将木片解决成刨花(刨花尺寸,见),并枯燥至含水率2%~ 3%,用薄膜塑料袋密闭包装,备用。为各种筛分值刨花的累积百分比。

  中各变迁因子对各项性能指标的均匀值和极差剖析(表4)和各变迁因子对各指标影响的方差剖析结果(表5)。以下别离讨论各变迁因子对再生木塑复合材料各性能指标的影响。

  表2正交试验设计序号表3正交试验设计结果序号表4各变迁因子水平指标的均匀值(K值)(极差剖析)K值水平干状内联合强度IB 21刨花与塑料的配比对复合材料力学性能的影响从表4可以看出,在试验范围内,随着木材与塑料的质量百分比在9:1~7:3范围变迁时,MOR有下降的趋势,这主要是由于随着塑料含量的增加,相对地由木纤维组成的木刨花含量就减少,这是影响刨花板静曲强度的主要因素,另外PS的弹性模量也比木质材料的弹性模量小,也势必招致复合板的静曲强度的下降,但指标值均超越标准优等品要求,方差剖析也标明该因素对MOR的影响不显著(表5);在配比为8:2时,干状内联合强度和100°C水煮2h后的内联合强度均处于较优状态;当配比由9:1~8:2变迁时,干状内联合强度和100°C水煮2h后的内联合强度均有一定量的升高,到配比在8:7:3变迁时,干状内联合强度和100°C水煮2h后的内联合强度都略有下降,但指标值均高于标准优等品要求。方差剖析标明,该因表5方差剖析结果因子MOR素对二者的影响均不显著(表5);从表5还能看出,刨花与塑料的配比对2h及24h吸水厚度膨胀率的影响高度显著(),配比在9:1~7:3范围内变迁时,2h与24h厚度吸水膨胀率均随塑料添加量的增加而显著下降(表4),就热压后的板材看,熔融后的ESP较均匀地笼罩在木材刨花外表,很显然ESP是一种拒水材料,因此能较好地阻止水分对刨花的侵入,从而较大地降低了吸水厚度膨胀率。

  22热压温度对复合材料物理力学性能的影响热压温度对加速胶的固化和增加木质刨花的塑性均有一<定的影响。在试验中,由于使|用的EPS是回收的,其性质可能会发作扭转,通过傅立叶红外光谱()剖析标明,回收的EPS在180C热压10min后的分子官能团根本没有发作变迁,同时,思考到异氰酸树脂胶粘剂的反馈温度,故将热压温度设置在180~150°C范围内变迁。表5标明,在试验范围内,热压温度对湿内联合强度、2h厚度吸水4膨胀率的影响高度显著(),对PS的FTIR红外光谱其余表列各项指标的影响不显著。从表4可以看出,热压温度在180~150°C变迁时,mR随温度的下降而略有升高,这可能是由于异氰酸树脂胶粘剂在147. 47°C时固化反馈完毕,体系形成强有力的体形构造的起因,因此,在试验范围内,150°C时有较高的M0R;对内联合强度,无论是干状还是湿状,在165°C时均有较高的强度值。同时,在165°C时的2h与24h厚度吸水膨胀率也最低,二者受温度的影响有类似的规律,即在180~165°C变迁时,二者均降低,而在165~150°C变迁时,二者均有上升,在150°C时均抵达最大,2h厚度吸水膨胀率最大值仍优于标准中的优等品要求。

  23热压工夫对复合材料物理力学性能的影响。根椐魏a热趣木刨花板的内有潘显著的影响如且呢工夫的延/长联合net强度根本呈直线上升趋势。表4阐明,随热压工夫的延长,MOR干状和湿状内联合强度也呈上升趋势,2h和24h吸水厚度膨胀率呈下降趋势,方差剖析(表5)标明,热压工夫对干状和湿状内联合强度的影响显著。延长热压工夫有助于进步胶的固化水平,增加刨花之间的胶结力,减少胶层间的吸湿断裂和降低刨花对水的吸收,从而进步复合板的各项性能。于此同时,热压工夫的延长也有助于泡沫塑料在木材刨花中的熔融,从而更有利于塑料在刨花间的流展和塑料在刨花中的均匀散布,更有效地降低吸水厚度膨胀率。但太长的热压工夫会引起消费效率的下降。

  24板材密度对复合材料的物理力学性能的影响复合板的密度很重要,它直接影响复合板的物理力学性能和应用范围,还直接影响板的本钱。从表4看,复合板的静曲强度、干状及湿状内联合强度指标均随密度的增加而显著增加,2h和24h厚度吸水膨胀率随密度的增加而显著下降,且各项指标均优于标准优等品要求;方差剖析标明(表5),密度对所有的指标均呈高度显著影响()。结果与Youngquist,JA……Compoiste王建军,郭文静,王正木纤维-聚乙烯复合材料中聚乙烯改性的钻研。木材工业,1995,9(3):10-13.杨庆贤木塑复合材料性能与相关因素的钻研。福建林学院学报,1997,17(3):杨庆贤木塑复合材料建筑模板的研制。福建林学院学报,1993,13彭武财,黄国雄木材塑胶复合材料之钻研于开发V.废弃竹杆。桉木。棕榈粒片与聚丙烯复合板之制作及特性比王戈,秦野恭典,涉步龙也,等聚氯乙烯废料的含量对复合刨花板性能的影响。木材工业,1998,12(3):顾继友,高振华,谭海彦,等。异氰酸酯树脂胶粘剂刨花板制板工艺钻研。木材工业,1999,13顾继友,高振华,谭海彦,等。异氰酸酯稻草刨花板制造工艺钻研。木材工业,2000,14(3):张显权,陆仁书,王缘棣主要工艺参数对酚醛胶杨木刨花板尺寸稳定性的影响。东北林业大学学报,2001,29杨文斌,沈洁梅高分子物理原理在木材工业中的应用。福建林学院学报,1999,19(责任编校:江英)

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