解讀WPC高效改性與擠出技術(shù)

1、解讀 WPC高效改性與擠出技術(shù) 一、改性技術(shù)植物纖維與塑料之間的相容性對木塑產(chǎn)品力學(xué)性能有直接影響。植物纖維與基體樹脂復(fù)合 時，雖然通過混料得到宏觀上均勻混合，但由于植物纖維上含有很多羥基，具有很強的吸水植物纖維中各種小分子成分對界面的相容性也有不良影響，使用前對植物纖維進行處理，以及采用和選擇合適的生產(chǎn)工藝參數(shù)，都是提高木塑復(fù)合材料界面結(jié)合性能，改善復(fù)合材料物理力學(xué)性能的有效途徑。PVC/木塑材料發(fā)泡性和極性，而PVC樹脂屬于非極性、吸油類物質(zhì)，微觀上兩者呈均相結(jié)構(gòu)，之間有非常清 晰的界面，分散效果和相容性較差，粘接力不好。等內(nèi)容。木粉偶聯(lián)處理木粉偶聯(lián)處理好壞對木塑復(fù)合材料的發(fā)泡性能有重要影

2、響。目前國內(nèi)木粉纖維偶聯(lián)處理大致有物理和化學(xué)兩種方法。物理處理不改變纖維化學(xué)成分，但改變纖維結(jié)構(gòu)和表面性能，改善纖維與基體聚合物的物理粘合。木塑材料改性技術(shù)包含：木粉偶聯(lián)處理、木粉品種、粒度選擇和配比、熱處理能除去植物纖維吸附的水分和低沸點物質(zhì)，但不能除去大部分的果膠、木質(zhì)素及半纖維素。由于植物纖維各成分熱膨脹系數(shù)的差別和水分等物資的揮發(fā)，使纖維產(chǎn)生空洞和缺陷，導(dǎo)致木纖維拉伸強度、彈性模量和韌性隨熱處理溫度升高而下降。堿處理不改變纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)，但植物纖維素中的果膠、 木質(zhì)素及半纖維等低分子雜質(zhì)能被堿溶解，表面變粗糙，在不使用相容劑的情況下，塑料基質(zhì)對木粉的浸潤性差，較高的表面粗糙度會使復(fù)合材

3、料的截面處理更易形成空洞缺陷，使復(fù)合材料力學(xué)性能下降。使用相容劑可改善塑料對木粉的浸潤性，提高材料的拉伸強度和沖擊強度。先將木粉在不冋溫度干燥，再用丙酮萃取大部分揮發(fā)物，去除揮發(fā)物后有更好的泡孔狀態(tài)?；瘜W(xué)改性通過改變木粉或 PVC表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，改善極性，提高纖維素在基體的分散性，增 強纖維與基體樹脂界面結(jié)合強度。目前國內(nèi)木粉處理大多采用化學(xué)處理方法。常用方法有:A、鋁酸酯偶聯(lián)齊U處理，以提高樹脂和木粉之間的界面結(jié)合力，提高PVC木塑發(fā)泡板材拉伸強度和沖擊強度，用丙烯酸丁酯預(yù)聚物處理以改善熔體流動性。B、用表面接枝甲基丙烯酸甲酯處理木纖維，用硝酸鈰胺作引發(fā)劑在木纖維表面羥基處形成自由基，與甲級丙

4、烯酸甲酯發(fā)生反應(yīng)，形成接枝物，增強與PVC樹脂的界面粘合性。C、 用氨基硅烷處理過的木纖維具有很強的堿性和供電子能力，而PVC經(jīng)與氨基硅烷處理 后具有更強的酸性，使 PVC與木粉界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效提高兩者界面粘合性。PVC/木粉力D、用鈦酸酯偶聯(lián)劑、油酸烯胺、聚氨脂預(yù)聚物三種表面改性劑對木粉處理, 學(xué)性能均有不同程度提高；聚氨脂預(yù)聚物對木粉表面處理還能明顯提高復(fù)合體系流變性能。有學(xué)者分別采用鋁酸酯和鈦酸酯對PVC/木粉復(fù)合材料進行改性試驗發(fā)現(xiàn)后者比前者效果要好的多。鈦酸酯一般添加量為樹脂的1.5%，復(fù)合材料綜合性能較佳。多種木粉表面處理方法相結(jié)合，利用組分之間的協(xié)同作用，往往可以獲得更好的

5、界面性能。用適當質(zhì)量分數(shù)的 NaOH溶液侵泡木粉，再用硅烷偶聯(lián)劑處理木粉。堿溶液清除了木粉表 面油脂和灰分，降低了木粉的親水性，提高了木粉的疏松程度，使硅烷偶聯(lián)劑更容易與木粉 中的羥基發(fā)生反應(yīng)，界面性能比只用硅烷偶聯(lián)劑處理木粉更好。相容劑的最佳用量和塑料基體品種、木粉和相容劑品種有關(guān)。PVC的極性比PP、PE大，少量的增容劑也能夠提高基體與木質(zhì)材料的界面粘合。木粉品種、粒度選擇和配比木粉除各類樹木廢棄的木屑與下腳料，還包括非樹木植物，如秸稈粉、甘蔗渣粉、稻殼粉、 花生殼粉等經(jīng)粉碎而得顆粒。選用植物纖維作為木塑復(fù)合材料的填充物，除廉價、易得、易降解、密度小外，植物纖維還具有多孔結(jié)構(gòu)，在一定工藝條

6、件下，熔融的塑料基體可滲入到植物纖維的細胞空腔中，增加材料剛度和強度。由于不同來源的木粉含量有所不同，生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料性能亦有明顯區(qū)別。同樣目數(shù)的木粉，云杉木粉比楊木粉有更多的細胞腔裸露在表面，與塑料界面接觸更充分，木塑復(fù)合材料力學(xué)性能更高，竹粉制得的木塑復(fù)合材料性能次之，花生殼粉制得的木塑復(fù)合材料性能比竹粉差一些，稻殼粉制得木粉力學(xué)性能更差。但由于稻殼外表有光滑的角質(zhì)化二氧化硅，形成一種非極性的表層結(jié)構(gòu)，在木塑擠出過程中有一定潤滑作用。采取稻殼粉和松木粉并用，生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料性能好于單獨使用松木粉。有學(xué)者指：隨著木粉粒度減少，與樹脂的接觸面積越大，越容易混合，均一性越好，可以增加基體的結(jié)

7、合力，力學(xué)性能越好。實際上木粉粒徑減少，則體系表觀粘度增加，雖然發(fā)泡較容易，但是顆粒過小則容易團聚，且物理性能變差。 木材的強度主要取決于纖維素長度與取向度，纖維素長 UG 和 CAD 有什么區(qū)別？什么是逆向造型 什么是 Flash 插件為什么 flash 插件無法安裝 proe 主要用于哪些領(lǐng)域？ 怎樣才能用 PROE 打開 UG 的文件 3dmax 教程www.qi ngxin 鄭州模具培訓(xùn)學(xué)校度與取向度越長，基體強度越高，剛度越好。在木塑材料中，纖維有一個臨界長度，當纖維素長度與取向度小于臨界長度時，則材料受到的外力無法傳遞到纖維上，起不到增強的作用。木粉一般粒徑選擇150艸左右或目數(shù)在

8、80-120目范圍為宜。木粉屬于輕而硬質(zhì)的顆粒材料，少量添加，木塑產(chǎn)品沒有木材的質(zhì)感，而且配方成本高，只有添加量較大時，才能顯示出木塑復(fù)合材料產(chǎn)品的性能和價格優(yōu)勢。雖然木粉在PE為基體的木塑中可大量添加，最高達75-80%，在PVC基體的木塑中，隨著木粉量增加，樹脂與木粉之間作用力加大，不容易傳遞和擴散應(yīng)力， 降低PVC基體吸收沖擊能量和變形的能力， 韌性變差。假若植物纖維剛性材料添加量過多，流動性差，植物纖維素在基體中分散性不好，擠出困難。若熔體粘度低，植物纖維素在熔體中分散性就好，若熔體粘度高，則纖維易凝結(jié)成團。增加木粉含量會使木塑復(fù)合材料的加工溫度升高，木粉的填充量越高，越不容易發(fā)泡。生

9、產(chǎn)木塑應(yīng)依據(jù)各類產(chǎn)品標準指標要求，選擇木粉品種和目數(shù)，并通過擠出生產(chǎn)試驗，在保證產(chǎn)品所需質(zhì)量性能的前提下，對應(yīng)調(diào)試木粉的最佳添加量，一般在30份左右為宜。PVC/木塑材料發(fā)泡WPC發(fā)泡后可降低復(fù)合材料密度、成本更低，還使材料具有木質(zhì)感，提高PVC/木塑復(fù)合材料的彈性，減少脆性， 降低導(dǎo)熱系數(shù)，且泡孔可鈍化材料裂紋尖端，阻止裂紋的進一步擴展，使添加木粉后所損失的沖擊性能得以提高。但經(jīng)過發(fā)泡的產(chǎn)品對拉伸強度有一定影響。要獲得外觀形態(tài)良好， 內(nèi)在性能皆優(yōu)的微發(fā)泡木塑材料，生產(chǎn)配方設(shè)計除穩(wěn)定劑外，還需加入適當?shù)陌l(fā)泡劑、助發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、沖擊改性劑、偶聯(lián)劑、增塑劑、潤滑劑等，通過調(diào)節(jié)配方，以獲得適當

10、的熔體強度、粘度和彈性。發(fā)泡劑生產(chǎn)實踐驗證：分別使用放熱性發(fā)泡劑AC和吸熱性發(fā)泡劑 NaHC03或OBSH （ 4.4-氧代雙苯磺銃胺）。擠出發(fā)泡的PVC/木塑材料，比沒有采用 AC/NaHC03復(fù)合發(fā)泡劑制得發(fā)泡 PVC/木塑復(fù)合材料綜合性能優(yōu)，得到的泡孔尺寸小。因為AC在加工過程中放熱造成熔體局部過熱、粘度降低、使分解生成的氣體易逸出、難以飽和，使用AC/NaHC03復(fù)合發(fā)泡劑可改善這一情況。 AC用量為0.5-1%時最佳，NaHCO3大約是AC用量兩倍。助發(fā)泡劑要獲得泡孔均勻的發(fā)泡材料，首先發(fā)泡劑的分解溫度與樹脂的熔融溫度接近，其次是發(fā)泡劑應(yīng)在樹脂達到適宜粘度的溫度范圍均勻放氣；發(fā)泡劑A

11、C的分解溫度高于PVC的成型溫度。因此必須將AC分解溫度下降到PVC的成型溫度附近，并有較大的發(fā)氣量。有關(guān)專家介紹： 可使用納米ZnO粒子作為AC的助發(fā)泡劑，將 AC突發(fā)溫度降低到130-160 C的范圍內(nèi)， 且發(fā)氣穩(wěn)定、迅速，用量為 AC的10-30% ;使用尿素、碳酸鋅、檸檬酸、烯酸絡(luò)和甘油等 助發(fā)泡劑經(jīng)活化后通常能夠增加AC的發(fā)氣量。發(fā)泡調(diào)節(jié)劑發(fā)泡調(diào)節(jié)劑的作用是提高發(fā)泡熔體強度，抑制發(fā)泡制品的泡孔破孔或竄孔。目前國內(nèi)生產(chǎn)木塑發(fā)泡產(chǎn)品的泡孔調(diào)節(jié)劑有ZB530、K400等品種，除可提高木塑發(fā)泡體系熔體強度外，還有促進塑化，提高延展度，改善表觀質(zhì)量的作用。需注意的是，添加發(fā)泡調(diào)節(jié)劑過多在抑制泡

12、孔同時也增加了制品粘度和生產(chǎn)難度。因此在抑制木塑發(fā)泡材料制品泡孔破裂情況下，發(fā)泡調(diào)節(jié)劑盡可能少加為宜。沖擊改性劑硬質(zhì)PVC-U產(chǎn)品。木塑發(fā)泡材料生產(chǎn)時須添加沖擊改性劑，以改善材料韌性差的缺陷。木塑發(fā)泡材料產(chǎn)品使用的沖擊改性劑有CPE、ACR、EVA、MBS等，其中CPE、ACR是目前國內(nèi)木塑發(fā)泡材料常用沖擊改性劑。CPE可提高PVC/木塑材料沖擊強度、彎曲強度、壓縮強度，價格適中； ACR與CPE相比，具有優(yōu)良的耐沖擊性，加工溫度寬，生產(chǎn)穩(wěn)定性 好，產(chǎn)品表面光滑，尺寸穩(wěn)定性好，且用量較少，適應(yīng)高速擠出。應(yīng)予指出的是，任什么是軟裝設(shè)計？學(xué)習(xí)軟裝設(shè)計可以從事什么職業(yè)？網(wǎng)頁設(shè)計的工具是什么？ 電腦網(wǎng)

13、頁設(shè)計工資是多少 室內(nèi)設(shè)計手繪效果圖的問題？室內(nèi)設(shè)計手繪效果圖的步驟？一個外行者怎么學(xué)好平面設(shè)計？平面設(shè)計工作問題 www.qi ngxi nedu.c n鄭州室內(nèi)設(shè)計培訓(xùn)學(xué)校何類型的抗沖擊改性劑劑量對PVC/木塑材料發(fā)泡孔隙率及 CO2吸收性能均有影響，都會加速發(fā)泡過程中氣體的散失，阻止泡孔核的生長， 對制品孔隙率不利。 具體用量依產(chǎn)品類型不同，約為5-9份。增塑劑木塑發(fā)泡材料除了需要添加相容劑對木粉偶聯(lián)改性外，采用增塑劑對產(chǎn)品進行增塑，也是改善其加工性能必不可少的一項技術(shù)措施。木塑產(chǎn)品中，中國目前使用的增塑劑主要品種為DOP，即鄰苯二甲酸二辛酯。添加增塑劑有利于降低PVC/木粉復(fù)合材料粘度

14、，有利于氣體在基體中的擴散和泡孔的生長，有助于降 低PVC/木塑材料的加工溫度，減少木粉分解和發(fā)煙，改善PVC和木粉的親和性以及熔體流動性能。但若用量過大會導(dǎo)致粘度過低，加速氣體從發(fā)泡材料表面溢出，反而不利于形成較高的孔隙度。隨增塑劑含量增加，復(fù)合材料的拉伸強度會降低，而斷裂伸長率增加。因此 其加量也應(yīng)當嚴格控制。其它增塑劑品種有丙烯酸、鄰苯二甲酸二丁酯等，用量大致為6-8%。潤滑劑在木塑材料中應(yīng)比單純塑料材料相應(yīng)多加適量潤滑劑，以提高熔體流動性和產(chǎn)品表面光澤，促進發(fā)泡氣體在熔體中的混合與分布，從而改善泡孔結(jié)構(gòu)。 若潤滑劑過少物料流動性差，容易過熱分解，發(fā)泡后易拉傷制品表面， 熔體應(yīng)力分布不均

15、，板面易彎曲；但潤滑劑加的過多， 物料流動性則過大，擠出壓力過小，不利于泡孔成核。PVC/木塑發(fā)泡中常用的潤滑劑有聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、石蠟等，一般用量為2-4份。可依據(jù)物料擠出時在真空孔內(nèi)的塑化狀態(tài)，進行適當調(diào)配。除上述助劑外，還需適當添加紫外線吸收劑、抗氧劑、防霉劑、著色劑、阻燃劑等，以提高木塑的老化與氧化、防霉變、防脫色及阻燃性能等。這些材料對PVC/木塑材料發(fā)泡性能的影響也不容忽視。各組分對發(fā)泡的影響不是孤立的。木粉不經(jīng)過表面處理， 增塑劑則對復(fù)合材料孔隙率幾乎沒有影響；因為PVC與纖維之間的界面間的通道很快散失，各組分的作用也不是單一的，硬 脂酸鋅既是很好的潤滑劑，又

16、是穩(wěn)定劑和AC的助發(fā)泡劑，應(yīng)系統(tǒng)的， 綜合的考慮各組分含、設(shè)備選擇與工藝優(yōu)化配方中增加木粉含量是保證PVC/木塑材料產(chǎn)品質(zhì)量前提下，降低產(chǎn)品價格的關(guān)鍵。但木粉含量越高，越不易發(fā)泡，木粉禾1PVC越容易分解。選擇適宜的加工設(shè)備和工藝，可保證熔體在機頭一定壓力下均勻發(fā)泡,獲得小而密實泡孔形態(tài)的木塑發(fā)泡產(chǎn)品，并保持長期穩(wěn)定生產(chǎn)。生產(chǎn)木塑發(fā)泡材料產(chǎn)品一般采用單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機。單螺桿擠出機雖價格便宜， 但需分兩步成型，且剪切效率低，物料塑化不好，因此國內(nèi)木塑發(fā)泡材料產(chǎn)品一般均采用錐 形雙螺桿擠出機生產(chǎn)。錐形雙螺桿擠出加料段螺桿直徑和表面積大，有利于蓬松的PVC、木粉混合物壓實和輸送，低速條件下

17、，錐形螺桿的高扭矩形成對物料的壓縮以及柔和塑化，改善了木粉和樹脂之間的濕潤性；計量段直徑小，保證了粘性熔體在一定熔壓狀態(tài)下均勻從口模擠出，抑制物料過熱分解。具有物料停留時間短，停留時間分布窄，熔體溫度控制好的特點，減少了木塑材料熔 體的分解，對加工非常有利。優(yōu)化擠出溫度混料應(yīng)通過不同組分之間的均勻接觸與混煉。各組分分散性主要由加料程序、加料溫度、卸料溫度與時間等因素決定。木粉料蓬松，加料過程中易出現(xiàn)架橋”和 抱桿”現(xiàn)象。木塑發(fā)泡材料產(chǎn)品擠出一般采用強制加料裝置或饑餓式喂料，以保證生產(chǎn)穩(wěn)定性。優(yōu)化擠出溫度主要應(yīng)考慮到物料在擠出過程中物理作用和化學(xué)作用。加料段溫度既要保證物料快速熔融，又要防止發(fā)泡

18、劑提前分解、逃逸。一般植物纖維在200 C以上時開始分解焦化。 設(shè)定溫度不但要低于分解焦化溫度，又要接近塑料基體熔融溫度，使物料能良好塑化。 加料段溫度應(yīng)控制在165 C以下，壓縮段和均化段應(yīng)控制在160-180 C之間，機頭和口模設(shè)定在160 C以下比較適宜。機頭溫度和壓力應(yīng)使熔體保持良好流動性同時，具有足夠的熔體粘度，以維持機頭熔體處于較高壓力下在機頭內(nèi)不發(fā)泡為宜。優(yōu)化給料/擠出速度比 給料/擠出速度比也一定程度決定物料的塑化質(zhì)量。給料/擠出速度比越大，物料在機內(nèi)停留時間越短，剪切熱越大，物料得不到充分混合，越 易產(chǎn)生局部過熱分解；給料 /擠出速度比越小，雖能使植物纖維與塑料基體之間充分混合， 但植物纖維在機內(nèi)高溫條件下停留時間過長，也易出現(xiàn)物料降解及焦化， 并影響生產(chǎn)效率。擠出機給料/擠出速度比還對擠出發(fā)泡的有一定影響。一是給料/擠出速度比越大，物料在擠出機內(nèi)壓力越高，越有利于成核，成核的泡孔數(shù)目也越多，發(fā)泡率也越高，但若壓力過高， 成核的泡孔生長受到抑制，影響泡孔的充分生長；二是螺桿給料/擠出速度比越大，剪切作用越強，塑化也就越好， 但若剪切作用過強， 容易使泡孔合并或破裂，影響發(fā)泡體質(zhì)量和低密度塑料熔體形成；三是給料 /擠出速度比過高或過低，