木粉填充改性聚丙烯复合材料的研究.pdf

材料与相关产品
黄兆阁等·木粉填充改性聚丙烯复合材料的研究

木粉填充改性
聚丙烯复合材料的研究

黄兆阁，刘莉，李荣勋，李少香，刘光烨
(青岛科技大学新材料研究重点实验室，山东青岛266042)

摘要：本实验利用木粉对聚丙烯（PP）进行改性研究，结果表明，加入木粉后，复合材料的弯曲强度、拉伸强
度、断裂伸长率、硬度和维卡软化温度均有所提高，加工流动性能和冲击强度有所下降。
关键词：聚丙烯；木粉；复合材料
中图分类号：TQ325.14文献标识码：B文章编号：1009-797X(2005)07-0021-05

近年来，开发植物纤维作为增强材料的复大连西太平洋石油化工有限公司
合材料越来越引起人们的注意，这类填充剂与木粉市售
目前普遍采用的无机填充剂相比具有以下优1.2主要设备
点：与高分子化合物相容性好；密度较一般无GH-10A高速混合机
机填充剂小，而模量和拉伸强度与无机纤维接北京塑料机械厂
近；原料资源丰富，生产工艺简单，价格也最塑料破碎机
便宜；所得复合材料制品具有良好的木质感和青岛德信塑料机械有限公司
隔热效果；对其加工设备磨损小；具有生物可SK-160B双滚筒炼塑机
降解性和可再生性，在环境保护和资源保护方上海橡胶机械厂
面有重要意义。热塑性塑料/植物纤维复合材料SHJ系列双螺杆挤出机
可应用于汽车工业、室内装饰材料及日常生活南京杰恩特机电有限公司
等领域。因此，开发热塑性塑料/植物纤维复合130F2V塑料注射成型机
材料产品具有极大的社会效益和经济效益。东华机械有限公司
本文用木粉作为植物纤维增强材料对聚丙µPXRZ-400C熔体流动速率仪
烯进行了改性研究，着重考察了对材料的力学吉林大学科教仪器厂
性能和加工流动性能的影响，并且用电镜研究RW-3热变性实验仪/维卡耐热仪
了材料断面的微观结构。河北省承德市实验机厂
LJ-1000型机械拉力机
1实验部分广州实验仪器厂
1.1主要原料XHR-150型塑料洛氏硬度计

聚丙烯（PP）T30S上海材料实验机厂

作者简介：黄兆阁（1968-），男，硕士，多年来一直从事塑XC型摆锤冲击实验机
料专业的教学和研究工作，已发表论文20余篇。承德精密实验机有限公司
收稿日期：2004-10-12

2005年第31卷
橡塑技术与装备CHINARUBBER/PLASTICSTECHNOLOGYANDEQUIPMENT

TG328A电光分析天平木粉粒径的减小熔体流动曲线趋于平缓，则说
上海天平仪器厂明此时木粉粒径对PP的流动性影响不大。
GZX-DHG电热恒温干燥箱2.1.2木粉粒径对复合体系弯曲强度的影响
山东潍坊医疗器械厂
1.3测试方法
熔体流动速率测定按GB3682-2000
拉伸性能测定按GB1040-92
弯曲强度测定按GB9341-88
简支梁冲击强度测定按GB/T1043-1993
悬臂梁冲击强度测定按GB/T1843-1996
塑料耐热性（维卡）测定按GB1633-89
1.4样品制备
1.4.1木粉与聚丙烯混合造粒工艺
木粉在烘箱烘干约8~12h，聚丙烯与已烘
干的木粉放入高速混合机中混合，混好的物料图1木粉粒径对PP熔体流动速率的影响
加入挤出机中，挤出造粒。
由图2可知，随着木粉粒径的减小，材料的
挤出机温度设定：1区190℃，2区200℃，
弯曲强度逐渐增加，这是因为，随着粒径的减
3区210℃，4区215℃，5区205℃。
小，改善了木粉和复合材料的二相界面结合，
1.4.2塑料混炼工艺
颗粒引起应力集中及产生缺陷的几率减小，因
聚丙烯与木粉在双辊开炼机上混炼均匀，
而能提高材料的弯曲强度[1]。
混炼辊温为：150~170℃，下片，放入塑料破碎
2.1.3木粉粒径对硬度的影响
机中破碎成粒状，粒料待用。PP
1.4.3注塑成型工艺
料筒温度：射嘴：210℃，I段215℃，II段
210℃，III段180℃，IV段20℃，V段20℃，
注射压力：45~65MPa，保压15s。
1.4.4工艺流程
木/塑复合材料工艺流程如下：PP、木粉、
其他助剂→高速混合→双螺杆挤出→造粒→干
燥→注塑→制样→性能测试。

2结果与讨论
2.1木粉（40份）粒径对木粉/PP复合材料
力学性能的影响图2木粉粒径对PP弯曲强度的影响
2.1.1木粉粒径对PP融体流动速率（MFR）的
影响图3描述了木粉粒径对复合材料硬度的影
由图1可见，加入木粉，材料的熔体流动速响，随着木粉粒径的减小，复合材料的硬度逐
率明显降低，但是随着木粉粒径的减小，聚丙渐增加。因为粒径减小，木粉能够相对均匀地
烯（PP）与木粉复合材料的融体流动速率降低分散在复合材料中，对树脂基体的增强效果提
幅度很小。木粉的主要成分是纤维素和木质素，高。
其流动性很差，降低了树脂的流动性，而随着2.1.4木