聚丙烯木塑发泡复合材料的性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

众所周知，我国的森林覆盖率不足13%，人均占有量不足10㎡，仅为世界人均占有量的1/8，森林资源地域分布极不均匀，林龄结构不合理，可采资源不足，森林资源质量不高，单位面积蓄积量较低，森林资源严重缺乏，因此寻求木材替代品刻不容缓。目前，使用最为广泛的木材替代品是木塑复合材料。

木塑复合材料以木材、竹材、农作物秸秆等植物纤维、碎料、粉末或细小刨花等形态保持细胞结构特征的生物质材料为增强填料，以热塑性聚合物(主要为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等及其回收再生料)为基体，并添加各类加工助剂经熔融、挤出、混炼、注塑或热压成型所需型材、板材或其他制品的新型复合材料，其产品主要用作木材的替代品，并可以像塑料一样回收利用，是一种优良的绿色环保材料 [1]。据不完全统计，城市每年产生的建筑、装潢等木材废料在800万吨以上，林木采伐和木材加工产生的枝杈、碎片等废物超过1 000万吨，农村每年产生的秸秆约2亿吨、稻壳约3 500万吨。通过塑料和植物纤维熔融共混制备的木塑复合材料，不仅降低了塑料或木材等单类产品的成本，而且其环保效益亦日渐明显。因此，实现塑料节约和木材废料的二次循环利用，其资源环境效益巨大。

其中，聚丙烯（pp）作为通用塑料，产量仅次于pe、pvc，由于其各种性能较好，而价格在所有树脂中最低、加工性能优良，所以以pp作为基体的木塑复合材料的研究，近期受到国内外科研人员的重视，并取得了一些进展。虽然聚丙烯优点很突出，但仍有不足之处，主要是韧性差、熔体强度低，限制了其应用范围，特别是限制了在热成型中的应用[2]。而木塑发泡复合材料以其优异的特性扬长避短，比非发泡材料拥有更加广泛的用途[3]。正因为如此，世界各国都不遗余力地对木塑发泡复合材料进行研究和开发[4]。

木塑发泡复合材料是一种新型木塑材料，它相比于非发泡材料具有更佳的制品表面清晰度和轮廓、制品密度低、节约原材料、延长疲劳寿命、热稳定性强等优势^[5]。木塑发泡复合材料的物理力学性能及发泡性能有多方面影响因素^[6]，原料配比以及改性剂和发泡剂的选择是研发新型高性能的木塑发泡复合材料的重要组成部分。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以pp为基体，木粉作为改性剂，添加助剂制备木纤维/聚丙烯木塑发泡复合材料。以pp为基体，木粉和蛭石粉作为改性剂，添加助剂制备蛭石/木纤维/聚丙烯发泡复合材料。

材料表征：利用红外光谱图对碱液预处理木粉进行分析，检验预处理效果；使用电子万能试验机测试聚丙烯木塑复合材料的拉伸强度及断裂延伸率以及弯曲强度；使用电子悬臂梁测试聚丙烯木塑复合材料的强度。使用转矩流变仪对聚丙烯木塑复合材料的流变行为进行表征；对发泡复合材料进行sem分析，查看复合材料的发泡效果。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第01-03周:查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解所需设备基本操作，确定技术方案，并完成开题报告。

第04-07周：按照设计方案，完成木纤维/聚丙烯复合材料的制备，以及蛭石/木纤维/聚丙烯改性发泡复合材料的制备和相关性能研究。

第08-11周：按照设计方案，探索出最佳制备工艺，使制备的木塑发泡复合材料具有优良的力学性能。

第12-14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 金翠霞，高俊强，谢普，秦军，于杰.木纤维/pp复合微孔发泡材料的研究[j].新型建筑材料，2010（7）：0078-0081.

[2]王大伟，张兴华，肖祥雄.木粉/pp复合发泡材料的研究进展[j].塑料复合材料专栏，2007（7）.

[3] 王大伟.聚丙烯/木粉发泡复合材料的制备与性能研究[d].广东：广东工业大学硕士学位论文，2007.

[4] faruk o, bledzki ak, matuana lm. microcellular foamed wood–plastic composites by different process: a review. macromolecular material engineering.2007,192:113–27.