摘 要

本文通过亚临界乙醇辅助反应挤出制备聚丙烯木塑复合材料，考察纳米有机膨润土添加对聚丙烯木塑复合材料性能影响。并测试力学性能、红外光谱分析、扫描电子显微镜断面形貌观察。实验结果显示，在亚临界乙醇作用下，添加1份纳米有机膨润土有利于提高聚丙烯木塑复合材料的力学性能，其力学性能分别达到35.68MPa（拉伸强度）、57.43MPa（弯曲强度）、5327MPa（弯曲模量）和5.85kJ•m^-2(无缺口冲击强度)。

关键词：聚丙烯 木粉 无水乙醇 纳米有机膨润土 力学性能

The effect of nano-organic bentonite on the properties of wood plastics composites

Abstract

In this paper, polypropylene wood-plastic composites were prepared by subcritical ethanol-assisted reaction extrusion. The effects of nano-organic bentonite addition on the properties of polypropylene wood-plastic composites were investigated. And the mechanical properties test, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy section observation. The experimental results show that the addition of 1 part of nano-organic bentonite under the influence of subcritical ethanol is beneficial to improve the mechanical properties of polypropylene wood-plastic composites with mechanical properties of 35.68MPa(tensile strength),57.43MPa (bending strength) 5327MPa (flexural modulus) and 5.85kJ/m^-2 (no notched impact strength).

Key Words: Polypropylene; Wood flour; Anhydrous ethanol; Nano-rganic bentonite; Mechanical properties

目录

摘 要

Abstract II

第一章 前言

第二章 文献综述

2.1木塑

2.1.1木塑复合材料简介

2.1.2纳米填料对复合材料的影响

2.1.3木塑复合材料的发展

2.2膨润土

2.2.1膨润土的简单介绍

2.2.2膨润土的改性

2.3超/亚临界流体

2.3.1超/亚临界流体简介

2.3.3超/亚临界流体的应用

2.4本实验研究目的和内容

第三章 实验部分

3.1主要原料和设备

3.2实验方法

3.3测试与表征

第四章 结果与讨论

4.1纳米有机膨润土对木塑材料的影响

4.2改性后的断面形貌观察 13

4.3红外光谱分析 15

第五章 结论 15

参考文献 17

致 谢 19

第一章 前言

随着社会的飞速发展，对于塑料的需求也在快速地发展，然而经济的发展也带来了废弃塑料对于环境的污染越发严重。各地对于塑料污染的严重性也有了更加清楚的认知，所以要在治理污染的前提下，进行可持续的发展。随着科学的进步，以前的万能材料塑料也不再能够满足人们对于材料更加苛刻的要求。木塑复合材料称为最近些年不断发展的新型材料，一般情况下指用PVC与PB等材料，替代常用的胶黏剂，和50%以上的木粉、秸秆等一些植物的的废弃材料进行混合而、挤压、注射成型等步骤而制成的新材料。

为提高木质感并且同时减少材料的成本，我们渐渐地增加木塑材料里面木粉的所占用比例。木粉占的比重有时候还会超过一半以上。然而，如果木粉填料的所占比重在上升，木塑复合材料也就会更加容易燃烧起来。那么，更加深入地实验并且有效增加材料防火性能就要更加多的研究。而研究表明通过加入形状为层状的脱蒙土（MMT）可以增强有效性能。在日常中的木塑地板相比起普通的不仅会有着更加良好的外形，也有更强大的防潮性，只是价格稍高于普通木板高些。

木塑复合材料可以被用作建材，如围栏，塑料长椅，塑料门窗和家具等地方。在过去二十年里面。木塑材料不仅仅提供了机械性能，尺寸稳定性，使用寿命，而且其生产制造成本十分低廉，其外观比起木材也是不差许多，这也使得木材的砍伐减少，从而保护森林保护环境。木屑与木纤维经常用于木塑复合材料中的填料，由于生产成本便宜，而且比较其他材料更加的环保，还有丰富的可用性和只需要较少的加工机器。那些具有脆性基质如聚乳酸，当木粉含量较为高的时候，材料不但会于高十分容易吸湿，还会使得材料的抗冲击性能急剧下降。许多报告表明基于聚乳酸的木塑复合材料变得十分脆弱，即便是木屑只加比较少量的量。

本文对纳米有机膨润土对木塑材料的力学性能产生的影响进行研究。

第二章 文献综述

2.1木塑

2.1.1木塑复合材料简介

木纤维最近引起了科学家和技术专家的关注，因为它相比其他的材料有着十分突出的优点。木纤维可以提供常规加固的材料，还有十分低的获得成本，密度比较低还有高特异性属性。而且，木纤维是可以进行生物降解的，不像其他的加强纤维。增强的材料由于它们的显著的优点，受到来自全球范围的关注。

木质填料比起颗粒形状的填料和玻璃类具有明显的优点，那就是更加容易获得大量的原材料^[1]。至于纵横比与尺寸我们可以十分容易地用研磨进行控制，表面的也可以进行轻松修改，它们可以提供合适的刚度，而且最重要的是的是它的成本低。但木纤维形成聚集体，具有水敏感和变化特征的来源收获^[2]。

聚丙烯是具有一些有利特性的热塑性，烯烃加工性好，延展性低，耐化学性好。然而，PP具有低冲击强度，尤其是在低温的情况下^[3]。使用本质上坚韧的基质如因为橡胶改性聚合物是增加的一种方法聚丙烯/木纤维复合材料的韧性。结果，弹性体添加剂增加了冲击强度却降低刚度。

聚丙烯在马来酸酐改性后可以改善因材料的性能^[4]。尽管有很多证据表明了作用来自于马来酸化聚丙烯，但微观上面的界面相互作用和变形机理需要更详细的研究，才能解决形态变化与改善有关性能的关系。而且，大多数木质填充聚丙烯的研究使用注塑样品进行，其中相当的取向效应和结构在很大程度上影响变形机制和复合材料的机械响应^[5]。

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