近年來(lái)，以木粉、紙粉等天然有機(jī)填料填充熱塑性塑料而制成的木塑復(fù)合材料因其成本低、性能好、重量輕、對(duì)加工設(shè)備、的磨損小等優(yōu)點(diǎn)而受到普遍關(guān)注。
木塑復(fù)合材料兼有木材和塑料的雙重特性。它有著天然木材的外觀，可鋸、可釘、可粘結(jié)、可上漆。同時(shí)，它防蟲(chóng)、防腐、吸水性小、不易變形、不開(kāi)裂、力學(xué)性能好，有很好的市場(chǎng)前景。
但是由于木粉與聚乙烯基材的相容性很差，在填充大量木粉后復(fù)合材料的力學(xué)性能迅速下降。為了得到性能優(yōu)良的木塑復(fù)合材料，首先要解決的就是木粉與熱塑性樹(shù)脂之間的相容性問(wèn)題。目前解決該問(wèn)題的有效方法是將單體接枝到木粉表面上，盡管該方法效果顯著，但成本高。也可采用硅烷、鈦酸醋等偶聯(lián)劑對(duì)木粉進(jìn)行處理，但是效果并不明顯。本研究采用一種聚乙烯熱熔膠作為相容劑來(lái)增進(jìn)聚乙烯/木粉界面處的相互作用，取得了理想的增容效果。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1.主要原料
高密度聚乙烯(PE-HD），PD5070EA，盤錦乙烯公司；
高密度聚乙烯（PE-HD), DGDA6098，齊魯石化公司；
聚乙烯熱熔膠，HMA 100，熔體流動(dòng)速率0.65 g/10min,齊魯石化公司；
木粉，400-850 μm，常州粉末有限公司；
抗氧劑1010和潤(rùn)滑劑硬脂酸鈣均為工業(yè)級(jí)。
2．主要設(shè)備
電烘箱，201-1，上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠；
雙輥開(kāi)煉機(jī)，SK-160，上海橡塑機(jī)械廠；
平板硫化機(jī)，XLB，青島橡塑機(jī)械廠；
萬(wàn)能制樣機(jī)，ZHY-W，承德化工機(jī)械廠；
熱變形實(shí)驗(yàn)儀，RW-3，承德市實(shí)驗(yàn)機(jī)廠；
沖擊試驗(yàn)機(jī)，SC，承德試驗(yàn)機(jī)廠；
密度儀，精度0. 001 g/cm3時(shí)，臺(tái)灣高鐵檢測(cè)儀器有限公司；
場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡JEOL JSM-6700F;日本電子公司。
3．工藝流程
木粉的干燥：將木粉在烘箱中于100-105℃干燥8h，每隔2h對(duì)木粉進(jìn)行適當(dāng)翻攪；
混煉：于165℃，在雙輥開(kāi)煉機(jī)上先將PE-HD、熱熔膠和其它加工助劑的混合料混煉至完全塑化，然后加人木粉混煉至木粉均勻分散。保證每個(gè)配方的混煉時(shí)間基本相一同；
壓片：170℃，預(yù)熱5 min，保壓4 min，壓力15 MPa，卸模后在冷板上保壓6 min,壓力16 MPa.
4．性能測(cè)試
按GB 1042-1992測(cè)試?yán)煨阅埽?br />
按GB 9341-2000測(cè)試彎曲強(qiáng)度；
按GB 1043-1993測(cè)試簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度。
二、結(jié)果與討論
1．熱熔膠和木粉用量對(duì)材料性能的影響
為了綜合評(píng)價(jià)該熱熔膠的增容作用，本研究采用四個(gè)不同的配方，木粉的填充量分別為0.30％、40 ％和50％。基材采用HD5070EA和DGDA6098的混合物（按1：1均勻混合），其基本性能如表1所示。
在各配方中，聚乙烯熱熔膠也被看作是一種基材，若木粉的含量為50％，則HD5070EA, DGDA6098和熱熔膠總共占50％。在各配方中，改變熱熔膠的用量，考察復(fù)合材料的力學(xué)性能隨熱熔膠用量的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-4所示。
圖1-4中分別以不添加木粉時(shí)的曲線為基線。從這四條曲線可以看出，隨相容劑用量的增加，材料的力學(xué)性能基本不變，四條曲線幾乎為水平的直線。因此有理由推斷，如果在木粉用量一定的情況下,曲線隨熱熔膠用量發(fā)生顯著的變化，那么必然是由于熱熔膠與木粉發(fā)生相互作用的結(jié)果。
從圖1-4可著出，對(duì)木粉含量較高的復(fù)合材料，其力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊強(qiáng)度隨熱熔膠用量的增加都有不同程度的提高，這表明本實(shí)驗(yàn)所采用的熱容膠對(duì)聚乙烯基木塑復(fù)合材料具有良好的增容作用。在較低的用量范圍內(nèi)（0-6%），曲線向上變化的速度很快，并且木粉的填充量越高，熱熔膠增容的作用也就越明顯（表2）。隨熱熔膠用量的進(jìn)一步提高，曲線增加的趨勢(shì)變緩，用量達(dá)到10%后，曲線基本不再增加，基本變成水平的直線。這表明增溶劑有一個(gè)最佳用量。 木粉的填充量對(duì)復(fù)合材料性能有性能有明顯的影響，在使用熱熔膠的情況下，材料的力學(xué)性能隨木粉填充量的增加出現(xiàn)大幅度提高的趨勢(shì)，木份表現(xiàn)出出很好的增強(qiáng)效果。從圖1可看出，使用熱熔膠后，填充30％木粉的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)28.5MPa。比純基材的26. 5 MPa高出7.5％。而在添加40% 和50％木粉時(shí)，拉伸強(qiáng)度分別可達(dá)30.3MPa和34MPa，與純基材相比增加幅度分別為14.3％和28.3％。
在圖1中，添加木粉的三條曲線與基線相交，這表明如欲增加復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，必須根據(jù)復(fù)合材料中的木粉含量相應(yīng)的調(diào)節(jié)熱熔膠的用量。木粉的含量越高，則增加拉伸強(qiáng)度所需的相容劑用量就越小。從圖1中的三個(gè)交點(diǎn)可以看出，木粉的填充量為30%、40%和50%時(shí)，所需熱熔膠用量分別為8%、5%和4%。
