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木塑复合材料(Wood Plastics Composites,WPC)是以木质纤维(木粉、竹粉、稻壳粉等)和塑料为主要原料,通过模压或挤出成型制备的一种新型环保材料。它兼具木质纤维和塑料的优点,在园林建筑、家具、汽车内饰等行业得到了广泛应用;但其制备、使用过程的热分解,使用过程的热膨胀、外力破坏、吸水变形等现象会严重影响材料的美观度、使用性能及寿命。为探讨木塑复合材料的热性能、力学和吸水性能,本论文研究了木质纤维种类、木粉含量和木粉粒径对复合材料的热性能、力学和吸水性能的影响,确定具有最优性能的木质填料参数;对不同粒径碳酸钙(800目、1250目、3000目和纳米级)、滑石粉(800目)、硅灰石(800目)、纳米氧化铝、纳米蒙脱土等无机填料填充的HDPE/木粉复合材料进行研究,得到无机填料的种类、含量、粒径对HDPE基木塑复合材料的热性能、力学和吸水的影响规律。主要结论如下:(1)对比木粉、竹粉和稻壳粉三种木质纤维填充制备HDPE复合材料的性能得出,HDPE/木粉复合材料的CLTE最小,为50.19×10-6/℃,竹粉、稻壳粉填充HDPE复合材料的CLTE分别增大了 9.03%、20.04%;HDPE/木粉复合材料起始失重温度T1和熔融热焓△H最高,分别为288.2℃和24.57J/g;HDPE/木粉复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度最大,分别为 14.69MPa、42.39 MPa、3.60KJ/m2;HDPE/木粉、HDPE/竹粉和HDPE/稻壳粉复合材料的24h吸水率分别为0.89%、0.59%和0.49%。(2)对比不同含量木粉(50wt%、55wt%、60wt%和65wt%)填充HDPE制备木塑复合材料的性能得出:随着木粉含量增加,复合材料CLTE显著减小,木粉含量为65wt%比木粉含量50wt%的复合材料CLTE下降28%;木粉含量越多,起始失重温度Ti越高、熔融热焓△H越小;随木粉含量增多,复合材料的力学性能先增大后减小,木粉含量为55wt%时复合材料综合力学性能最优,其弯曲强度和冲击强度比木粉含量为50wt%时分别增大了 27.45%和26.79%;24h吸水率随木粉含量增多而逐渐增大。(3)对比不同粒径(40目、60目、80目和100目)木粉填充HDPE复合材料的性能表明:随着木粉粒径减小,复合材料的CLTE逐渐减小,100目木粉填充的HDPE复合材料比粒径为40目、60目和80目木粉填充的复合材料的CLTE分别减小了 19.68%、5.47%、3.24%;随木粉粒径减小,200℃后两阶失重阶段的起始失重温度Ti和熔融热焓△H均呈减小趋势;木粉粒径为60目时,复合材料综合力学性能最好;木粉粒径越小,24h吸水率越小,木粉粒径为100目时复合材料的24h吸水率是40目时的52.63%。(4)不同含量(Owt%、3wt%、6wt%、9wt%和12wt%)碳酸钙填充HDPE/木粉复合材料研究结果表明:随着碳酸钙含量增加,复合材料CLTE先减小后增大,在碳酸钙含量6wt%时,其CLTE有最小值,为32.296×10-6/℃;碳酸钙含量越高,200℃后第一阶分解阶段的起始失重温度Ti越高,而第二阶分解阶段的起始失重温度T1越低,复合材料熔融峰温度Tm和熔融热焓△H先升后降,碳酸钙含量6wt%时最大;碳酸钙含量6wt%时拉伸强度最大,9wt%时弯曲强度和冲击强度最大;碳酸钙含量12wt%时,复合材料的24h吸水率最小。(5)不同含量(Owt%、3wt%、6wt%、9wt%和12wt%)滑石粉填充HDPE/木粉复合材料研究结果表明:随着滑石粉含量增加,复合材料CLTE先减小后增大,滑石粉含量为6wt%时,CLTE最小;随滑石粉含量增多,200℃后第一阶分解阶段的起始失重温度Ti升高,而第二阶分解阶段的起始失重温度Ti降低,复合材料熔融峰温度Tm和熔融热焓△H先升后降,滑石粉含量为6wt%时有最大值;力学性能方面,滑石粉含量6wt%时,复合材料的拉伸强度和冲击最大,9wt%时弯曲强度最大;滑石粉含量12wt%时,复合材料的24h吸水率最小。(6)不同含量(Owt%、3wt%、6wt%、9wt%和12wt%)硅灰石填充HDPE/木粉复合材料研究结果表明:硅灰石含量为6wt%时,复合材料CLTE最小;硅灰石含量越多,200℃后第一阶分解阶段的起始失重温度T1越低,而第二阶分解阶段的起始失重温度Ti越高,复合材料熔融峰温度Tm和熔融热焓△H越小;力学性能方面,硅灰石含量6wt%时,复合材料的拉伸强度最大,12wt%时弯曲强度最大,9wt%时冲击最大;硅灰石含量12wt%时,复合材料的24h吸水率最小。(7)不同含量(Owt%、2wt%、4wt%、6wt%)纳米碳酸钙填充HDPE/木粉复合材料研究结果表明:纳米碳酸钙含量为4wt%时,复合材料的CLTE最小,拉伸强度、弯曲强度及冲击强度最大,分别比未添加纳米碳酸钙的复合材料提高了 32.85%、11.10%和34.94%;随着纳米碳酸钙含量增加,200℃后两个失重阶段的起始失重温度T1均增大,熔融峰温度Tm及熔融热焓△H均逐渐减小;复合材料的24h吸水率随纳米碳酸钙含量增多而减小。(8)不同种类纳米填料(纳米碳酸钙、纳米蒙脱土、纳米氧化铝)填充HDPE/木粉复合材料的研究结果表明:三种纳米填料均能显著减小复合材料的CLTE,以碳酸钙减小幅度最大;纳米碳酸钙和氧化铝填充的复合材料200℃后两个失重阶段的起始失重温度Ti均比未添加纳米填料时有所提高,且复合材料的24h吸水率降低;而纳米蒙脱土填充的复合材料起始失重温度低于未添加纳米填料的复合材料,24h吸水率增大;三种纳米填料填充的复合材料的熔融峰温度Tm及熔融热焓△H均比未添加纳米填料时有所减小。添加三种纳米填料后,复合材料的力学性能均有不同程度的提高,纳米碳酸钙效果最好,氧化铝次之,蒙脱土最不明显。(9)不同粒径(800目、1250目、3000目、纳米级)碳酸钙填充HDPE/木粉复合材料研究结果表明:碳酸钙粒径越小,复合材料的CLTE越小;随着碳酸钙粒径减小,200℃后第一分解阶段的起始失重温度Ti降低,而第二分解阶段的起始失重温度Ti升高,复合材料熔融峰温度Tm及熔融热焓△H基本呈减小趋势;碳酸钙为微米级(800目、1250目和3000目)时,复合材料各项力学性能随碳酸钙粒径减小而提高,而纳米碳酸钙填充的复合材料力学性能略差于3000目碳酸钙填充的复合材料;24h吸水率在碳酸钙粒径为微米级时随粒径减小而减小,纳米碳酸钙填充的复合材料的24h吸水率介于1250目和3000目碳酸钙填充的复合材料之间。