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基本信息

項(xiàng)目名稱：
彈性體增韌再生聚苯乙烯/木粉復(fù)合材料的研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究成果將再生聚苯乙烯塑料(PS)與木粉通過(guò)熔融共混的方式制備了木/塑復(fù)合材料（WPC），考察了偶聯(lián)劑改性木粉，不同彈性體對(duì)木塑復(fù)合材料物理性能、力學(xué)性能和加工性能的影響。以期等到性能更加優(yōu)異的復(fù)合材料
詳細(xì)介紹：
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合材料研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)，將再生聚苯乙烯塑料(PS)與木粉通過(guò)熔融共混的方式制備了木/塑復(fù)合材料，考察了偶聯(lián)劑改性木粉，不同彈性體對(duì)木塑復(fù)合材料物理性能、力學(xué)性能和加工性能的影響。并通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)復(fù)合材料界面的微相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析，探討了復(fù)合材料的界面結(jié)合和增韌改性狀況。研究結(jié)果表明：添加偶聯(lián)劑改性木粉的復(fù)合材料，綜合性能要優(yōu)于添加接枝改性木粉的復(fù)合材料，其中添加TM-48型鈦酸酯偶聯(lián)劑改性木粉的復(fù)合材料的性能最佳，且復(fù)合材料的力學(xué)性能、吸水性能和加工性能得到了改善；向再生PS/木粉中加入彈性體后，彈性體不但不會(huì)導(dǎo)致廢舊PS/木粉復(fù)合材料密度的增加，而且有利于降低復(fù)合材料的吸水率，改善復(fù)合材料的沖擊韌性。其中，添加SBS的廢舊PS/木粉復(fù)合材料綜合性能最優(yōu)，其密度為0.90 g?cm-3，冷熱水中的吸水率分別降至0.87%、1.32%，沖擊強(qiáng)度增至3.1KJ/m2。

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本研究的目的是為了降低廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，充分利用再生資源。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究成果將再生聚苯乙烯塑料(PS)與木粉通過(guò)熔融共混的方式制備了木/塑復(fù)合材料（WPC），考察了偶聯(lián)劑改性木粉，不同彈性體對(duì)木塑復(fù)合材料物理性能、力學(xué)性能和加工性能的影響。并通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)復(fù)合材料界面的微相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析，探討了復(fù)合材料的界面結(jié)合和增韌改性狀況。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本研究采用改性木粉，不同彈性體方法改性WPC，進(jìn)而篩選出性能更加優(yōu)良的再生PS/木粉復(fù)合材料，以期提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，拓展其應(yīng)用范圍，促進(jìn)其市場(chǎng)發(fā)展。本論文的研究特色是充分利用生產(chǎn)木制品時(shí)廢棄的木粉和廢舊EPS，制備環(huán)境友好的WPC，減少?gòu)U舊木材和廢舊EPS對(duì)環(huán)境的污染

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本研究采用共混塑煉方式制備木塑復(fù)合材料，通過(guò)改性木粉和彈性體等方法來(lái)改善再生聚苯乙烯泡沫塑料/木粉復(fù)合材料力學(xué)性能較差的缺點(diǎn)，積累關(guān)于回收材料生產(chǎn)木材－熱塑性塑料復(fù)合材料的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。希望通過(guò)對(duì)再生聚苯乙烯/木粉復(fù)合材料的基本性質(zhì)及其影響性能因素等方面進(jìn)行基礎(chǔ)性的研究，從而為拓寬“白色垃圾”的回收利用和節(jié)約木材探索新的途徑。

學(xué)術(shù)論文摘要

第一篇論文探討了熱塑性彈性體（SBS）、三元乙丙橡膠（EPDM）、丁苯橡膠（SBR）三種彈性體對(duì)廢舊PS/木粉復(fù)合材料物理性能及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，三種彈性體不但不會(huì)導(dǎo)致廢舊PS/木粉復(fù)合材料密度的增加，而且有利于降低復(fù)合材料的吸水率，改善復(fù)合材料的沖擊韌性。 第二篇論文探討了SBS彈性體對(duì)再生PS/廢舊ABS/HDPE/木粉復(fù)合材料力學(xué)性能、加工性能及物理性能的影響。結(jié)果表明，適量的SBS可起到良好的增韌作用。

獲獎(jiǎng)情況

1 SBS對(duì)再生PS/廢舊ABS/HDPE/木粉復(fù)合材料性能的影響 劉曉航 《塑料制造》 2010,197（12）：57-60 2 不同彈性體對(duì)再生PS/木粉復(fù)合材料性能的響 劉曉航 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，待發(fā) 3 彈性體增韌再生聚苯乙烯/木粉復(fù)合材料的研究 劉曉航 研究工作報(bào)告

鑒定結(jié)果

本研究通過(guò)大連工業(yè)大學(xué)2009年大學(xué)生科研和科技創(chuàng)新項(xiàng)目

參考文獻(xiàn)

木粉的改性 吳世欣.關(guān)于人造板砂光木粉處理技術(shù)的探討.林業(yè)科技通訊,1999 增韌機(jī)理 何繼輝,龐純,葉華等.橡塑共混體系增韌機(jī)理的研究.塑料工業(yè),2004

同類課題研究水平概述

木塑復(fù)合材按基體樹(shù)脂不同可分為兩大類：木材―熱固性塑料復(fù)合材料和木材―熱塑性塑料復(fù)合材料。木材與熱固性塑料復(fù)合可以追溯到20世紀(jì)早期。早期的復(fù)合材料是由酚醛樹(shù)脂和木粉復(fù)合而成，但是由于熱固性塑料固化后不能再熔融，同時(shí)該種復(fù)合材料密度大、易于燃燒等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。近年來(lái)，利用可以重復(fù)熔融的熱塑性塑料和木質(zhì)資源材料進(jìn)行復(fù)合制得的木材/熱塑性塑料復(fù)合材料，逐漸引起人們的重視。由于熱塑性塑料的可回收再利用，因此用回收的廢舊塑料與木質(zhì)資源材料進(jìn)行復(fù)合制造木塑復(fù)合材料，也是近年來(lái)木塑復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)。 為了使木材和塑料這兩種不同極性材料之間相容性得到較大的改善，偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)中一般存在兩種有效的官能團(tuán):一種官能團(tuán)可與憎水性的高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或有較好的相容性；另一種官能團(tuán)可與親水基團(tuán)形成鍵結(jié)合。這樣偶聯(lián)劑具有橋梁作用，可以改善高分子材料和填料之間的界面性能，提高界面的粘合性，從而提高復(fù)合材料的性能。偶聯(lián)劑可分為有機(jī)偶聯(lián)劑，無(wú)機(jī)偶聯(lián)劑，有機(jī)―無(wú)機(jī)偶聯(lián)劑三大類。在此研究中，兩種材料通過(guò)物理方法進(jìn)行混合，這可能是我國(guó)在木材―熱塑性塑料復(fù)合材料研究方面邁出的第一步。近年來(lái)我國(guó)對(duì)木材―熱塑性塑料復(fù)合材料逐漸增多。主要集中在對(duì)木塑共混材料的加工工藝改進(jìn)研究；木粉的用量、顆粒大小和表面處理對(duì)木塑共混材料的性能應(yīng)影響研究；提高木塑共混材料的相容性研究等方面。 基于木塑復(fù)合材料的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)可知，目前木塑復(fù)合材料常用的基體樹(shù)脂為PP、PE和PVC等，用聚苯乙烯作為基體樹(shù)脂的報(bào)道較少，而用再生聚苯乙烯作為基體樹(shù)脂的報(bào)道幾乎沒(méi)有，本研究選用再生聚苯乙烯作為基體樹(shù)脂，主要從環(huán)境保護(hù)和可循環(huán)利用資源兩方面考慮，廢舊聚苯乙烯回收利用是當(dāng)今迫切需要解決的問(wèn)題。
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