润滑剂对PP基木塑复合材料流变性能的影响

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:doraemon1226
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近年来,木塑复合材料(Wood Plastic Composites, WPCs)作为一种绿色环保型的材料,在园林景观、家具、建筑和汽车内衬等领域得到了广泛的应用。为降低成本,商业化的WPCs中木质纤维填充量较高,但高填充的WPCs在加工过程中,流动性能变差,易出现熔体破裂、流动不稳定等现象,这不利于WPCs的加工。研究发现通过添加润滑剂可以显著改善加工流动性和产品表面质量,而且大大提高生产效率。为此,本文主要探讨了单组份润滑剂、复配润滑剂对聚丙烯基木塑复合材料(WF/PP)流变性能的影响,润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料流变性能的影响以及润滑剂在高木质纤维填充PP复合体系中的作用。结果表明:(1)随单组份润滑剂含量的增加,WF/PP复合材料加工时的平衡转矩、剪切热、储能模量、复数黏度、松弛时间和黏流活化能逐渐降低,润滑剂对WF/PP复合体系流动性改善作用大小为硬脂酸>石蜡>PE蜡。蠕变应变值以及应力回复后的残余应变和应变速率均随润滑剂含量的增加而提高。(2)石蜡和硬脂酸复配润滑剂较单组份润滑剂而言,在WF/PP复合材料中起到较好的润滑作用,不仅可以改善木粉在PP中的均匀分散,而且降低体系平衡转矩和剪切热,储能模量、损耗模量、松弛时间和复数黏度,改善了体系的流动性能。相对于单组份润滑剂而言,蠕变的弹性应变值、最大应变和回复后的残余应变都减小。(3)在未添加马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)试样中加入硬脂酸锌时,平衡转矩、剪切热和储能模量有一定幅度的降低。加入MAPP改善了PP和木粉之间的界面相容性,试样的平衡温度和平衡转矩,储能模量提高,线性黏弹性区域增大。但当在含有MAPP的体系中添加硬脂酸锌时,界面相容性变差,而平衡转矩、剪切热和储能模量没有明显的变化。无论是否加入MAPP,随着硬脂酸锌添加量的增加,蠕变的弹性应变、最大应变和回复后的残余应变都增大。(4)随木粉含量增加,平衡转矩和剪切热提高,添加润滑剂后,平衡转矩降低,而硬脂酸对高填充体系平衡转矩的降低作用比石蜡更明显。当木粉含量低于50份时,石蜡比硬脂酸对剪切热的降低作用大,但高于50份时,硬脂酸对体系剪切热的降低作用更明显。木粉含量增加,线性黏弹性区域减小,储能模量、损耗模量、复数黏度、松弛时间、非牛顿指数和黏流活化能都增大,而高填充体系下添加润滑剂后则都降低。蠕变形变量和残余应变随木粉含量逐渐减小,高填充体系下添加润滑剂后,弹性应变、最大应变和残余应变有所提高。
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