亞麻屑-高密度聚乙烯復合材料的擠出和老化性能研究.pdf

1、本研究利用亞麻屑和高密度聚乙烯擠出亞麻屑/HDPE復合材料，應用單雙螺桿擠出機的兩步法工藝、采用單因素實驗確定最佳工藝和最優(yōu)配方，制備出亞麻屑/HDPE木塑復合地板，通過SUNTEST XXL氙燈老化儀對復合材料進行紫外加速老化，測試氙燈老化前后彎曲強度、沖擊強度、拉伸強度、密度、接觸角變化、吸水厚度膨脹率和表面顏色等物理力學性能;利用掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜技術分析復合材料老化前后的微觀結構形貌和極性基團變化，從微觀角度說明

2、復合材料的物理力學性能變化規(guī)律，完善復合材料的擠出工藝。以該配方和工藝條件為依據(jù)，利用BHMS木塑擠出機的一步法工藝，擠出亞麻屑/HDPE復合地板，將其放置于室外，測試自然老化前后物理力學性能，并對加速老化和自然老化的分析結果進行比對，分析其規(guī)律。主要進行的研究工作如下:
　　1、通過單因素實驗，測試不同亞麻屑含量復合材料的力學性能。隨著亞麻屑質量含量的增加，復合材料力學性能呈現(xiàn)先增強后減弱的趨勢，亞麻屑含量為60％的復合材料力學

3、性能最好，確定出最佳工藝參數(shù)和配方。
　　2、通過兩步法工藝，添加抗老化劑UV531和顏料鐵紅擠出亞麻屑/HDPE木塑復合材料。紫外線吸收劑UV531是一種性能卓越的高效防老化助劑，對聚合物有最大的保護作用，并有助于減少顏色變化，同時阻滯材料物理力學性能損失。當亞麻屑含量為60％、添加劑為UV531時，復合材料的物理力學性能較好;隨著老化時間的增加，木塑復合材料的顏色變白、變淺，老化導致木塑復合材料力學性能降低;抗老化劑UV531

4、和顏料鐵紅對木塑復合材料均有一定的抗老化作用。
　　3、根據(jù)初步配方試驗和分析，進一步完善擠出的工藝參數(shù)和配方，采用一步法工藝，擠出截面為空心圓孔型的木塑復合地板，并將擠出的復合地板放置于室外進行自然老化。通過對一年的老化結果分析得出:當亞麻屑含量為70％、添加劑為UV531時，老化后彎曲破壞載荷為33.00MPa，老化前后降幅最小，為0.75％，復合材料的抗彎曲破壞載荷能力較好;當亞麻屑含量為65％、添加劑為UV531時，復合材

5、料的落球沖擊直徑增幅最小，為1.3％，此時復合地板抗沖擊能力較好。
　　4、對比相同配方不同截面的兩種復合材料自然老化和氙燈老化力學性能，可以看出，自然老化一年與加速老化1000h，復合材料顏色變化程度相近，但是自然老化受到季節(jié)、天氣與各種不確定因素影響較大，不易控制;對于彎曲性能來說，自然老化后，亞麻屑含量為60％、添加劑為UV531的復合地板彎曲破壞載荷上升了2.4％，而氙燈老化后，亞麻屑含量為60％、添加UV531復合材料彎

6、曲強度下降了19.09％，兩者降幅差距較大，氙燈老化1000h對復合材料的老化效果大于自然老化一年;自然老化中，復合地板的常溫落球沖擊老化前后浮動幅度為7.4％;而氙燈老化中，復合材料沖擊強度浮動幅度為54.9％?？梢钥闯?，氙燈老化1000h對復合材料沖擊性能的老化效果遠遠大于自然老化一年的效果。
　　5.觀察60％亞麻屑復合材料不同填料的老化后表面SEM照片，可以清晰看出，未添加抗老化劑的表面老化后有明顯的裂紋和缺陷，添加UV5

7、31和鐵紅的表面相對平整，裂紋和缺陷的嚴重程度輕很多，細小而淺顯，說明UV531和鐵紅有很好的抗老化效果。觀察老化后填料不同的復合材料內部形貌，分別添加UV531和鐵紅的復合材料比未添加的相容性要好，部分HDPE已經填充到亞麻纖維管孔中，充分的結合使其力學性能獲得顯著提高。
　　6.紅外光譜圖在1740 cm-1處吸收峰為羰基C=O吸收峰，添加UV531和鐵紅后C=O吸收峰增強，表明材料表面的C=O結構增加;在1057 cm-1處