润滑剂对PP基木塑复合材料流变性能的影响

发布时间：2017-06-10 20:15

  本文关键词：润滑剂对PP基木塑复合材料流变性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,木塑复合材料(Wood Plastic Composites, WPCs)作为一种绿色环保型的材料,在园林景观、家具、建筑和汽车内衬等领域得到了广泛的应用。为降低成本,商业化的WPCs中木质纤维填充量较高,但高填充的WPCs在加工过程中,流动性能变差,易出现熔体破裂、流动不稳定等现象,这不利于WPCs的加工。研究发现通过添加润滑剂可以显著改善加工流动性和产品表面质量,而且大大提高生产效率。为此,本文主要探讨了单组份润滑剂、复配润滑剂对聚丙烯基木塑复合材料(WF/PP)流变性能的影响,润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料流变性能的影响以及润滑剂在高木质纤维填充PP复合体系中的作用。结果表明：(1)随单组份润滑剂含量的增加,WF/PP复合材料加工时的平衡转矩、剪切热、储能模量、复数黏度、松弛时间和黏流活化能逐渐降低,润滑剂对WF/PP复合体系流动性改善作用大小为硬脂酸石蜡PE蜡。蠕变应变值以及应力回复后的残余应变和应变速率均随润滑剂含量的增加而提高。(2)石蜡和硬脂酸复配润滑剂较单组份润滑剂而言,在WF/PP复合材料中起到较好的润滑作用,不仅可以改善木粉在PP中的均匀分散,而且降低体系平衡转矩和剪切热,储能模量、损耗模量、松弛时间和复数黏度,改善了体系的流动性能。相对于单组份润滑剂而言,蠕变的弹性应变值、最大应变和回复后的残余应变都减小。(3)在未添加马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)试样中加入硬脂酸锌时,平衡转矩、剪切热和储能模量有一定幅度的降低。加入MAPP改善了PP和木粉之间的界面相容性,试样的平衡温度和平衡转矩,储能模量提高,线性黏弹性区域增大。但当在含有MAPP的体系中添加硬脂酸锌时,界面相容性变差,而平衡转矩、剪切热和储能模量没有明显的变化。无论是否加入MAPP,随着硬脂酸锌添加量的增加,蠕变的弹性应变、最大应变和回复后的残余应变都增大。(4)随木粉含量增加,平衡转矩和剪切热提高,添加润滑剂后,平衡转矩降低,而硬脂酸对高填充体系平衡转矩的降低作用比石蜡更明显。当木粉含量低于50份时,石蜡比硬脂酸对剪切热的降低作用大,但高于50份时,硬脂酸对体系剪切热的降低作用更明显。木粉含量增加,线性黏弹性区域减小,储能模量、损耗模量、复数黏度、松弛时间、非牛顿指数和黏流活化能都增大,而高填充体系下添加润滑剂后则都降低。蠕变形变量和残余应变随木粉含量逐渐减小,高填充体系下添加润滑剂后,弹性应变、最大应变和残余应变有所提高。
【关键词】：木粉 聚丙烯 复合材料 马来酸酐接枝聚丙烯 润滑剂 流变性能
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 木塑复合材料概述9-10
• 1.2 木塑复合材料界面相容性研究进展10
• 1.3 木塑复合材料流变性能研究进展10-14
• 1.3.1 木塑复合材料流变学研究常用的测试仪器及方法11-12
• 1.3.2 木塑复合材料流变性能的影响因素12-14
• 1.4 润滑剂对木塑复合材料流变性能影响的研究进展14-15
• 1.5 本文的研究目的、意义及内容15-17
• 1.5.1 本文的研究目的及意义15
• 1.5.2 本文的主要研究内容15-17
• 2 单组份润滑剂对WF/PP复合材料流变性能的影响17-30
• 2.1 实验部分17-20
• 2.1.1 实验材料17
• 2.1.2 实验仪器及设备17
• 2.1.3 WF/PP复合材料的制备17-18
• 2.1.4 测试方法18-20
• 2.2 结果与讨论20-29
• 2.2.1 单组份润滑剂含量对WF/PP复合体系转矩流变性能的影响20-21
• 2.2.2 单组份润滑剂含量对WF/PP复合材料动态流变性能的影响21-27
• 2.2.3 单组份润滑剂含量对WF/PP复合材料蠕变性能的影响27-28
• 2.2.4 单组份润滑剂对WF/PP复合材料微观形貌的影响28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 复配润滑剂对WF/PP复合材料流变性能的影响30-35
• 3.1 实验部分30
• 3.1.1 实验材料30
• 3.1.2 实验仪器及设备30
• 3.1.3 WF/PP复合材料的制备30
• 3.1.4 测试方法30
• 3.2 结果与讨论30-34
• 3.2.1 复配润滑剂对WF/PP复合体系转矩流变性能的影响30-31
• 3.2.2 复配润滑剂对WF/PP复合材料动态流变性能的影响31-33
• 3.2.3 复配润滑剂对WF/PP复合材料蠕变性能的影响33
• 3.2.4 复配润滑剂对WF/PP复合材料微观形貌的影响33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料流变性能的影响35-41
• 4.1 实验部分35-36
• 4.1.1 实验材料35
• 4.1.2 实验仪器及设备35
• 4.1.3 WF/PP复合材料的制备35
• 4.1.4 测试方法35-36
• 4.2 结果与讨论36-40
• 4.2.1 润滑剂与相容剂对WF/PP复合体系转矩流变性能的影响36
• 4.2.2 润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料动态流变性能的影响36-38
• 4.2.3 润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料蠕变性能的影响38-39
• 4.2.4 润滑剂与相容剂对WF/PP复合材料微观形貌的影响39-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 润滑剂在高填充WF/PP复合材料中的流变动力学研究41-51
• 5.1 实验部分41-42
• 5.1.1 实验材料41
• 5.1.2 实验仪器及设备41
• 5.1.3 WF/PP复合材料的制备41
• 5.1.4 测试方法41-42
• 5.2 结果与讨论42-50
• 5.2.1 润滑剂对高填充WF/PP复合体系转矩流变性能的影响42-43
• 5.2.2 润滑剂对高填充WF/PP复合材料动态流变性能的影响43-48
• 5.2.3 润滑剂对高填充体系WF/PP复合材料蠕变性能的影响48-49
• 5.2.4 高填充体系WF/PP复合材料数码显微形貌49-50
• 5.3 本章小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62-63

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本文编号：439774