木塑复合材料的制备与性能研究（1）开题报告

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1. 研究目的与意义

近年来木塑复合材料引起了科技界和工业界的极大关注，其原因是世界上大多数国家因乱砍滥伐造成森林资源缺乏，木材的供应量减少。人们已经认识到森林在保护环境，维持生态平衡中的重要作用，很多国家都已明令禁止森林的砍伐，随着经济的发展，木材的需求量又在不断增加；同时木材的综合使用率相当低，浪费较大，尤其在我国，仅废弃的木屑每年就有200万吨左右，造成一定程度的环境污染。因此，自七十年代以来，高分子材料科技工作者及工业界一直在作不懈的努力，进行以塑代木的研究和开发工作。

我国是一个木材资源极其贫乏的国家,目前,我国森林覆盖率仅为12.7%,人均森林蓄积量仅为世界人均蓄积量的12.5%,因此,我国的天然木材供应十分紧张。近两年,我国木材年总用量己超过3亿立方米,但其中1.4亿立方米却需要依赖进口,因此,我国对木材替代品的需求量相当大。wpc是一种性能良好的新型天然木材替代品,发展wpc对于缓解我国天然木材曰趋紧张的压力具有重要的意义。另一方面,在欧美发达国家对废旧塑料的回收率高达80%,最低的国家也达到30%。我国对废旧塑.料的回收率仅为15%,塑料制品的发展远远快过废旧塑料的回收,这就使得散落在自然界中的塑料废弃物破坏了环境的生态平衡,引起白色污染。由于wpc的主要原料是农林废弃物和废旧塑料,因此,发展wpc对于农林废弃物和废旧塑料的综合利用和治理白色污染具有重要的意义。

木塑复合材料作为一种新的材料,是天然木材的替代品,这种复合材料不但结构尺寸稳定,而且在力学性能、抗张和抗冲击性等方面都具有自身的优势,蕴含着极大的潜力。木塑复合材料的形成过程是一个多因素复杂的过程,材料的力学性能受到复杂因素的影响,其复合方式、工艺参数和原料的选择都直接决定着其力学性能的好坏。随着木塑复合材料的的发展,对木塑复合材料的复合方式、工艺参数、原料选择的研究也正在不断的深化。为了合理地使用木塑复合材料,拓展其使用范围,必须准确地掌握木塑复合材料的力学性能。由于缺乏对木塑复合材料系统的研究,很难从理论上给出复合方式和工艺参数对材料力学性能的影响。因此,我们有必要对木塑复合材料的加工因素对材料力学性能的影响做进一步的研究。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状

20世纪70年代,意大利的bausano公司和icma san giorgio公司米用异向锥形双螺杆挤出机将50%木粉和50%pp混合，生产了pp-wpc板材，这是全世界最早制得的木塑复合材料产品。1983年，美国woodstock公司采用意大利技术生产了pp-wpc汽车内衬板材，并最终被用于福特汽车，该产品今天已经在汽车工业得到了广泛应用。20世纪90年代,wpc产品进入了快速产业化的阶段,但当时的产品主要用于包装箱、托盘等,产品附加值较低。

本世纪初以来,wpc开始逐渐广泛用作随加值较高的室内外装饰材料,pp-wpc的发展也因此而上了一个台阶,其中一个典型的代表就是日本著名的爱因木(pp-wpc)作为地板和装饰材用作室外装饰材。

3. 研究的基本内容与计划

第1周：大量查阅相关资料和国内外最新研究概况，对木塑复合材料的螺杆挤出制备和注射成型研究进行综述。

第2-3周：实验原料和仪器的准备

木粉 聚丙烯 偶联剂 硬脂酸锌

4. 研究创新点

（1）利用挤出成型原理，制备聚丙烯木塑复合材料原料；

（2）利用塑料注射成型的基本原理，对聚丙烯木塑复合材料的注射成型工艺进行摸索，找出工艺参数对木塑复合材料的影响；

（3）利用万能试验机，冲击强度试验机和接触角测试仪，对注射成型的产品进行性能测试。