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            塑木復合材的耐久性研究

            星期二, 9月 12, 2023

            塑木復合材是由低熔點的熱塑性塑料與木粉、稻糠等纖維材料混合加工而成,它兼有塑料和纖維材料的優點,然而,它又有著兩種材料各自的缺點:塑料容易發生老化降等,纖維材料容易吸收水分、發生腐朽等現象。而目前很多塑木復合材料產品都被廣泛地用于室外,因此塑木復合材料的老化與腐朽等耐久性能的研究具有十分重要的意義。鑒于耐久性能的研究涉及到塑木復合材原始性能的分析,因此首先分析了用于制造塑木復合材的原材料情況。

            塑木復合材的耐久性研究

            著重研究了自然氣候條件下塑木復合材性質的變化特征。分析了室外放置后重量與宏觀力學性質的變化情況。采用了傅立葉紅外分析儀、差示掃描量熱儀、動態機械熱分析儀、掃描電子顯微鏡四種高科技手段對塑木復合材性質的變化特征進行了跟蹤檢測,結果表明:在 60℃左右出現的吸熱峰主要是由于稻糠中纖維素的物理吸附水發生的解吸吸熱所
            致,素材中 HDPE 的熔點為 126℃。環境因素的交變作用會加速稻糠與聚乙烯界面處以及材料基體中的分子鏈斷裂,使得α松弛處的內耗降低。材料表面所存在的大量的微細裂紋導致了材料性能的下降。

            塑木復合材的耐久性研究

            在實驗室條件下,模擬了各種環境因素(水分、海水、酸雨、菌類、紫外線)的作用,得出了如下一些結論:
            (1)人工模擬水分條件下:板材不同方向上的尺寸變化規律為:寬度方向>厚度方向>長度方向;處理時間大致相同的情況下,不同條件下不同方向比值平均值約為:寬度/長度=2.31,厚度/長度=1.87,寬度/厚度=1.34 。

            (2)人工模擬條件下,材料的宏觀力學性能均有所下降。模擬海水條件下試件重量有所增加,相同時間下,木材試件的增加幅度遠遠高于 WPC,約為 WPC 的 17 倍。模擬酸雨條件下酸性越強對材料性能的影響就越大。模擬菌類條件下,經腐朽后塑木復合材的重量得以增加,重量增加率約為 0.78%。模擬紫外線和水共同作用條件下,亞甲基-CH2
            的變形振動吸收峰和 C=O 伸縮振動吸收峰較自然氣候條件下增加地更為劇烈,說明紫外線對材料的破壞性極大。

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