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木粉—再生聚苯乙烯复合材料

作　者: 肖泽芳
导　师: 王清文
学　校: 东北林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 木材-聚苯乙烯复合材料木粉回收聚苯乙烯泡沫塑料偶联剂马来酸酐接枝的聚苯乙烯MAPS 吸水性能力学性质动态机械性质挤出
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文以废弃聚苯乙烯泡沫塑料和实木家具制造过程中产生的废弃物——砂光粉为主要原料，通过熔融挤出方式制备木材-聚合物复合材料。回收的聚苯乙烯泡沫塑料(RPS)经清洗、干燥、粉碎后，于125℃下加热收缩成再生颗粒。将RPS再生颗粒、砂光木粉、偶联剂(马来酸酐接枝聚苯乙烯，MAPS)和润滑剂等加工助剂于高速混合机中混合均匀，然后用30mm双螺杆／45mm单螺杆双阶塑料挤出机组在160℃～190℃下进行挤出复合。较系统地研究了木粉含量、偶联剂添加量和双螺杆挤出机的螺杆转速等主要挤出工艺参数对复合材料的吸水性能、拉伸强度、弯曲强度、动态机械性质(存储模量E′和损耗正切角tanδ)的影响规律，初步确定了适宜工艺条件，主要结论是： 1)木粉含量的增加使得复合材料的吸水性能增加，动态机械性质下降。复合材料的拉伸强度和弯曲强度在木粉含量为10％、30％和50％时低于RPS。20％和40％木粉含量的复合材料的这两项强度高于RPS。 2)添加偶联剂以后，木粉和聚苯乙烯相容性提高，复合材料的上述性质不同程度地得到了改善。当添加20％的偶联剂时，木粉含量为40％和50％的复合材料的吸水量减少了一倍；存储模量高于未加偶联剂的复合材料；弯曲强度和拉伸强度分别增加了10％和40％以上。 3)双螺杆挤出机的转速影响着木粉偶联剂和聚苯乙烯的均匀混合程度。研究发现，双螺杆转速为40rpm时，复合材料性质好于其它转速。 4)木粉含量为40％，偶联剂含量为20％的复合材料其力学强度(拉伸强度为40.22Mpa，弯曲强度为76.192Mpa)和存储模量明显高于其他工艺条件的复合材料。 5)木粉-再生聚苯乙烯复合材料挤出工艺的适宜工艺条件为：物料配比为木粉含量40％；偶联剂含量20％；温度160℃～190℃；双螺杆转速40rpm。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 前言  7-8
2 文献综述  8-18
  2.1 木材资源的现状及其高效利用的新途径  8-9
  2.2 聚苯乙烯的性质及应用现状  9
  2.3 木材-热塑性塑料复合材料复合技术研究现状  9-13
    2.3.1 复合材料性能的改善  9-11
    2.3.2 复合工艺的发展  11-13
  2.4 木材-热塑性塑料的性能及用途  13-15
  2.5 木塑复合材的商业化现状  15-16
  2.6 木材-热塑性塑料复合材料研究面临的挑战  16-17
  2.7 本研究的目的、方法及主要内容  17-18
3 实验材料和方法  18-22
  3.1 实验材料  18-19
  3.2 实验仪器  19-20
  3.3 再生聚苯乙烯-木粉的复合方法  20-21
    3.3.1 原料准备  20
    3.3.2 再生聚苯乙烯-木粉复合方法  20-21
  3.4 挤出工艺参数的选择及确定  21-22
4 木粉-再生聚苯乙烯复合材料的物理性质  22-27
  4.1 复合材料的密度  22-23
    4.1.1 密度的测定方法  22
    4.1.2 结果与讨论  22-23
  4.2 复合材料的吸水性  23-27
    4.2.1 吸水性能的测试方法  23
    4.2.2 结果与讨论  23-26
      4.2.2.1 木粉含量的影响  23-24
      4.2.2.2 偶联剂含量的影响  24-25
      4.2.2.3 双螺杆转速的影响  25-26
    4.2.3 小结  26-27
5 木粉-再生聚苯乙烯复合材料的力学性能  27-31
  5.1 力学性能测试方法  27
  5.2 结果与讨论  27-29
    5.2.1 木粉含量的影响  27-28
    5.2.2 偶联剂含量的影响  28-29
    5.2.3 双螺杆转速的影响  29
  5.3 小结  29-31
6 木粉-再生聚苯乙烯复合材料的动态机械性质研究  31-42
  6.1 动态机械性质分析(DMA)的原理  31-32
    6.1.1 DMA的概念  31
    6.1.2 DMA的实验原理  31-32
  6.2 动态机械性质的测试方法  32
  6.3 结果与讨论  32-40
    6.3.1 再生聚苯乙烯  32-34
    6.3.2 复合材料的机械性质  34-38
      6.3.2.1 木粉含量的影响  34-35
      6.3.2.2 偶联剂含量的影响  35-37
      6.3.2.3 双螺杆转速的影响  37-38
    6.3.3 复合材料的阻尼性质(tan δ)  38-40
  6.4 小结  40-42
7 结论  42-44
参考文献  44-47
致谢  47

木粉—再生聚苯乙烯复合材料

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