淺析聚乙烯木塑復(fù)合材料性能影響因子與界面的特性研究論文
聚乙烯木塑復(fù)合材料在當(dāng)今木材料科學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛，該種化工材料以木材、各種木質(zhì)纖維材料為基礎(chǔ)，與塑料經(jīng)過不同的途徑復(fù)合，從而形成一種聚乙烯木塑復(fù)合材料。該種合成材料雖然具備較大的優(yōu)勢，但是在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中也存在著很多性能影響因子，因此對(duì)于其性能影響因子、界面特性等進(jìn)行研究，在促進(jìn)該種材料應(yīng)用方面具有較為積極的意義。
1 聚乙烯木塑復(fù)合材料性能影響因子
聚乙烯木塑復(fù)合材料的性能影響因子有很多，涵蓋了化學(xué)、物理等多方面的因素，在本文中主要研究密度影響因子、結(jié)晶度影響因子、力學(xué)性能影響因子、以及吸水性能影響因子。
1.1 密度影響因子
聚乙烯木塑復(fù)合材料的密度受到兩方面因素的影響，其一是木塑比，當(dāng)材料中的木塑比比較大的情況下，其材料內(nèi)部的植物纖維含量將會(huì)增加，并且導(dǎo)致聚乙烯木塑復(fù)合材料的密度提升。其二是填料。碳酸鈣是填料的主要成分，當(dāng)碳酸鈣比較多的情況下，聚乙烯木塑復(fù)合材料密度提升。經(jīng)過具體的研究表明，當(dāng)木塑比為7:3 的情況時(shí)，碳酸鈣的含量在5%，聚乙烯木塑復(fù)合材料的密度1.33g/cm3，在另外一個(gè)中配比情況下，其聚乙烯木塑復(fù)合材料密度相近，即，木塑比為6:4,20%的碳酸鈣含量，材料密度為1.32g/cm3。
1.2 結(jié)晶度影響因子
聚乙烯木塑復(fù)合材料的結(jié)晶度受到植物纖維的成分結(jié)晶度的影響較大，在聚乙烯木塑復(fù)合材料中，不同成分的潔凈度不同。如，楊木粉的界定度最高能夠達(dá)到35%，而竹粉的結(jié)晶度最高能夠達(dá)到25%，松木粉的結(jié)晶度低于以上二者。此外，聚乙烯木塑復(fù)合材料結(jié)晶度還會(huì)受到聚乙烯材料自身材料的結(jié)晶度的影響，其中，HDPE的結(jié)晶度為45%，EVA 的結(jié)晶度能夠在36%，與楊木粉的結(jié)晶度相似。但是在實(shí)際調(diào)查中能夠發(fā)現(xiàn)，再加入了LDPE 的聚乙烯木塑復(fù)合材料其結(jié)晶度較低。
1.3 力學(xué)性能影響因子
聚乙烯木塑復(fù)合材料的.化學(xué)性能嚴(yán)重地影響著材料在實(shí)際應(yīng)用中的用途，力學(xué)性能影響因子的研究意義較大，HDPE 彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度與LDPE 相比，前者的拉伸強(qiáng)度較高，并且比一般的復(fù)合材料相比較強(qiáng)度能夠高出30%左右。但是在實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)現(xiàn)，在聚乙烯木塑復(fù)合材料中加入EVA 時(shí)，材料的具體力學(xué)性能強(qiáng)度降低。在聚乙烯木塑復(fù)合材料合成環(huán)節(jié)中，不同的研究工藝其應(yīng)用的纖維材料不同，不同的纖維材料其力學(xué)強(qiáng)度不同，能夠直接受到纖維長度、原材料表面自由能的影響。
1.4 吸水性能影響因子
聚乙烯木塑復(fù)合材料除了具有力學(xué)性能外，還有較強(qiáng)的吸水性能，恰好是該種性能對(duì)于聚乙烯木塑復(fù)合材料表現(xiàn)性能產(chǎn)生影響，因此根據(jù)聚乙烯木塑復(fù)合材料的使用需要，還需要對(duì)于該材料的吸水性能進(jìn)行深入分析。對(duì)聚乙烯木塑復(fù)合材料中不同纖維材料的吸水率進(jìn)行解釋，稻殼粉中的LDPE 吸水率較高，能夠達(dá)到2.08%，HDPE 的吸水率次之，能夠到達(dá)1.8%，最低的EVA 吸水率為1.7%;松木粉纖維的吸水率不同，LDPE 為2.61%，HDPE 為2.48%，EVA依然最低為2.37%;楊木粉的LDPE 吸水率較高，能夠達(dá)到1.64%，HDPE 的吸水率次之，能夠到達(dá)1.10%，最低的EVA 吸水率為1.01%。
2 聚乙烯木塑復(fù)合材料界面特征分析
2.1 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能
聚乙烯木塑復(fù)合材料界面的特征中，動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能的表現(xiàn)比較直觀，并且聚乙烯木塑復(fù)合材料中不同的植物纖維的界面動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能不同。經(jīng)過試驗(yàn)與討論，除了楊木粉復(fù)合材料之外，其他的纖維材料的動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能表現(xiàn)比較直觀。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)松木粉聚乙烯木塑復(fù)合材料所存儲(chǔ)的模量比較高，稻殼粉的聚乙烯木塑復(fù)合材料儲(chǔ)存模量比較低，竹粉聚乙烯木塑復(fù)合材料的存儲(chǔ)模量的變化不大。
2.2 表面自由能
有不同材料組成的聚乙烯木塑復(fù)合材料其表面的自由能不同，五種材料與聚乙烯木塑復(fù)合材料表面的自由能有關(guān)，分別為：超純水、甲酰胺、二碘甲烷、丙三醇、乙二醇。其中水、酰胺、丙三醇、乙二醇等都是極性溶液，與聚乙烯木塑復(fù)合材料所形成的平衡接觸角有著明顯的差異。根據(jù)相似相溶原理，聚乙烯木塑料自身為非極性物質(zhì)，因此使得聚乙烯木塑復(fù)合材料表面也能夠呈現(xiàn)出聚乙烯材料的非極性。
3 結(jié)論
聚乙烯木塑復(fù)合材料的性能影響因子有很多，涵蓋了化學(xué)、物理等多方面的因素，在本文中主要研究密度影響因子、結(jié)晶度影響因子、力學(xué)性能影響因子、以及吸水性能影響因子。在本文中分別對(duì)于影響因子進(jìn)行分析，并且研究了聚乙烯木塑復(fù)合材料界面特征，從動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能和表面自由能方面入手進(jìn)行分析。
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