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PVC木塑生产配方及力学性能的影响因素

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PVC木塑生产配方及力学性能的影响因素

发布日期:2017-10-24 作者:木塑压花机 点击:

PVC木塑生产配方及力学性能的影响因素

木塑产品比纯塑料或者是纯木材等,成本要低得多,可以用回收废弃的植物纤维,木材加工中的废弃木粉和用过的回收塑料,有利于环境和资源的充分利用,具有木材和塑料的优点,低密度,低成本,耐水,耐蛀。


      用于木塑的木粉有木粉,竹粉,稻壳粉,麦杆,花生壳,甘蔗渣等,用于木塑的树脂有PVC,PE,PP,其中PE占70%,PVC占13%,PP占17%。由于石油价格的上涨,导致以石油为原料的PE,PP的价格上涨,而PVC价格平稳,给PVC基础材料的的塑木复合材料一个发展的机会。当然并是不成本低我们就可以忽略这些对制品物理力学性能有很大的影响,我们通过实际生产,可以具体分析一下。


       首先我们要知道木粉的主要成份是纤维素+木质素+半纤维素,另外其它有机物和水份,在实际生活中得加上树脂粉的。


       把PVC+木粉等植物纤维混合物混匀,在170℃双辊筒塑炼机上混炼5min,取片,压片,制样,缺口冲击强度按GB1843-80标准在ZBC-25B型摆锤冲击试验机上进行;拉伸性能按GB/T1040-92标准在万能电子试验机上进行。弯曲性能按GB1042-79标准测试。将冲击样条用液氮冷却,然后脆断,在断面上真空镀金,通过扫描电镜进行扫描。

 

    一、木粉的水份在生产过程中的影响力变量


 通过实验,我们发现将木粉加热时,水份首先蒸发,然后是木质素的易分解部分发生分解,进一步升温纤维素氧化分解,最后木质素发生分解。用未烘干或烘干处理不到位的木粉填充改性塑料时,由于木粉中残留的水份及木粉中的低沸点挥发性物质的存在,使样品中有相当的气泡存在,故材料的力学性能受到明显影响;同时,适当的加热处理也可避免在加工过程中出现“烧”的现象,并保证加工顺利,制品光亮,色泽正常。因此,木粉在填充前须进行干燥。


木竹粉在加热初期,重量减量值比较大,因为加热时,竹粉水份挥发,1小时后,竹粉减量值基本不变,在110℃、130℃下木粉减重主要是水份挥发。而在温度150℃下,竹粉在加热初期,重量减量值比较大,主要是失去水份,但随着加热时间延长,竹粉减量值变得比较平缓,这时竹粉主要是失去低沸点挥发性物质。加热时,如温度低,时间短,木粉减量不足3%,如温度高,加热时间长,木粉无限减量,是无意义和不经济的。从性能和经济二方面结合考虑,木粉加热温度在110℃、130℃,减量范围5-10%为宜。

 

 


    二、树脂的选择对制品力学性能的影响


 木粉高填充,会影响PVC的塑化性能和加工流动性,得根据树脂的熔体流动速率(MFR)去选择树脂的型号,MFR对复合材料性能也有一定影响,在相同加工工艺条件下,树脂的MFR较高,木粉的总体浸润性较好,木粉的分布也越均匀,而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能,尤其是冲击强度。

    

聚氯乙烯的聚合度越小,树脂的MFR越高,我们通过PVC树脂厂家提供的参数不难看出,PVCSG-7或PVCSG-8的粘数较低,MFR较高,因此,PVCSG-7或PVCSG-8比较适合做PVC/木塑复合材料的基体树脂。

    

三、木粉选择对制品力学性能的影响

    

木粉是由机械粉碎而成,不同粒径的木粉在粉碎过程中所承受的力是不同的,因此不同粒径的木粉具有不同的表面粗糙度和长径比,并且木材本身的“微泡结构”所遭受的破坏程度不同。木粉的粒径越大,其表面的粗糙度越大,木材的表面的粗糙度对性能影响表现为:

 

①木材与塑料形成良好浸渍;

②在界面形成较深的界面扩散和机械互锁。

如不能在界面形成较深的界面扩散和机械互锁,意味着在界面形成空洞,导致材料性能下降。我们采用60目、100目、300目的木粉填充PVC,用以下配方   

PVC粉 SG-7     100

稳定剂               3.5

内、外润滑剂     0.5~2.0

AC发泡剂           0.3~0.5

ACR发泡调节剂(HF-100) 5.0~8.0

填料 (轻钙等)                     4.0~6.0

阻燃剂                   2.0~3.0

成核剂                   0.2~0.7

增塑剂                 5.0~10.0

改性处理木粉         20.0~30.0

       通过实验我们总结为:PVCSG-7或PVCSG-8比较适合做PVC/木塑复合材料的基体树脂;100目木粉,粒径适中,和PVC树脂相容性好,冲击强度和弯曲强度出现最大值;木粉填充PVC事先的干燥温度110℃为好。  发现随着填充PVC木粉粒径的变化,PVC/木粉复合材料的冲击强度和弯曲强度出现先上升后下降的趋势,这种趋势被PVC/木粉复合材料电镜所证实,60目木粉,表面粗糟度高,结构疏松,PVC树脂未能向木粉中渗透,裸露颗粒较多,木粉周围空洞较多;300目木粉,粒径小,木粉易团聚;这些缺陷形成应力集中,在较小的作用力下,容易断裂。而100目木粉,粒径适中,PVC树脂和木粉界面相容性好,所以,冲击强度和弯曲强度出现最大值。因木塑制品多是型腔结构,因此发泡调节剂宜选用塑化稍快流动性好的产品(如HF-100/418 等)以获得最佳发泡和生产使用效果。


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