论文部分内容阅读
木塑复合材料(简称WPC)是近年来兴起的一种绿色环保材料,具有木材和塑料二者的优点,能替代木材被广泛应用在建筑、包装、汽车工业、家具等领域中。但当其长期暴露在潮湿环境或户外如公园、亭台等场所时,仍会受到霉菌、木腐菌的侵害而影响其美观性甚至使用寿命,因此,如何提高WPC的耐腐、防霉性能是生产企业目前亟待解决的问题。本论文分别以人工林马尾松、杉木木材加工锯屑为填料,采用高温热处理对其进行改性,并与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备木塑复合材料,研究热处理条件对复合材料的耐腐性能、防霉性能、力学性能及吸水性能等的影响,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对材料腐朽前后的化学组成、表面微观形貌等进行表征,得到如下结论：(1)在N2介质中,人工林马尾松与杉木木粉在温度为180、200和220℃分别热处理1、2和3h后,其质量损失率均有不同程度的增加,但200℃以下热处理时,两种木粉的质量损失率均随时间的变化不大,前者在0.76%～1.38%之间,后者在0.84%～1.15%之间；220℃时,随处理时间的延长,两种木粉的质量损失率有所增大,该温度下热处理3h后其质量损失率分别为2.18%和1.96%。FTIR分析表明,在3426cm-1(O-H).2922cm-1(C-H)、1737cm-1(C=O)和1056cm-1(C-O)附近的伸缩振动强度均随着处理温度升高、时间的延长而有所减弱。(2)与未处理对照试样比,人工林马尾松木粉与杉木木粉经热处理后均使其复合材料的吸水率和吸水厚度膨胀率有不同程度的降低,且随处理温度升高、时间的延长降低较明显,尤其是220℃热处理3h后,两种木粉填充的复合材料其吸水率分别下降了37.18%和33.55%,吸水厚度膨胀率分别下降了30.68%和30.97%。而在相同的处理条件下,热处理杉木木粉/HDPE复合材料的吸水性能略低于热处理马尾松木粉/HDPE复合材料。(3)与未处理对照试样比,热处理马尾松木粉/HDPE复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲性能随木粉热处理条件的变化均未发生明显的变化；对热处理杉木木粉/HDPE复合材料而言,当木粉在200℃以下经不同时间处理后其力学性能的变化也不大,但在220℃热处理时,随时间的延长,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均明显降低,尤其是该温度下热处理3h后的木粉填充的复合材料降低最多,分别降低了12.85%、8.31%和34.85%。而在各复合材料拉伸断面的SEM图中对应两相界面结合情况的变化也反映出了各力学性能的变化。(4)与未处理对照试样比,无论是热处理马尾松木粉/HDPE复合材料还是热处理杉木木粉/HDPE复合材料,经褐腐菌和白腐菌分别侵染12周后,其平均质量损失率均有不同程度的降低；两种复合材料在褐腐后的质量损失率分别以木粉在200℃与220℃热处理3h后的最小,白腐后的质量损失率均以木粉在220℃热处理3h后的最小,而在相同的处理条件下,后者的质量损失率总体上略小于前者。(5)各复合材料腐朽后其FTIR图上的特征峰位置和相对峰的高度没有明显的变化,也没有新的特征峰出现；但SEM分析表明,腐朽后未处理对照试样表面均发现有腐朽菌的菌丝,但在两种热处理木粉/HDPE复合材料的表面较少观察到或未发现菌丝,说明木粉热处理后可在一定程度上改善木塑复合材料的耐腐性。(6)两种木粉未处理对照试样表面受霉菌侵染后其被害值均为4,说明极易感染霉菌,而木粉热处理后填充的复合材料其受霉菌侵害的面积减少、被害值降低,在0-3之间,两种木粉均以200℃热处理3h后填充的复合材料其受霉菌侵害的面积最小,分别为2.50%和9.75%,对应的被害值为0和1。热处理对两种木粉填充的复合材料防霉性的影响大体一致。