PVC/木粉復合材料的制備及其性能的研究

木粉復合材料是以木材為主要原料，經過適當的處理使其與各種塑料通過不同的復合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環保復合材料。作為代塑、代木的最佳產品，木塑材料是真正的綠色產品，其意義不僅是變廢為寶，更是契合了目前中國建設節約型社會的要求。它不僅能使農村的枯樹枝樹杈、植物秸稈等得到最充分的利用，增加農民的收入，同時有效降低了中國出口產品包裝用材料多為天然木材所需的高昂費用。如果用于包裝、園林、運輸、室外產品，木塑復合材料可應用廢舊塑料為原料，解決無法回收造成的污染的廢舊塑料出路問題。

木塑復合材料的性能優勢

PVC/木粉復合材料擠出微發泡制品兼有具比純木材和塑料產品的更優良的性能，不僅性能達到了真正仿木的效果，而且其加工成本也比木制品低很多，它的產生給木制品行業帶來了一次革命性的跨越，也塑料加工行業注入了新的血液和活力。

（1）木粉復合材料的表面經過處理后，能形成一層高分子膜覆在材料的表面，其吸水率要比材料本身小2%左右，防水性能要好于木材，而且能阻絕霉菌滋生，使木粉的防霉能力也得到了提高。

（2）木粉復合材料能根據要求制成各種形狀和紋理的制品，外形美觀無色差，材料利用率高，無加工剩余物，能回收再利用，是一種節能又環保的材料。

作為一種新型的木材替代品，它可以廣泛應用于建筑裝飾和包裝等領域，絕大多數的室內外裝飾建材均可用PVC來制造。PVC木塑徹底拋棄原木的缺點，改進了原木的不足，保留了原木特有的木質感。同時PVC木塑材料可根據不同木種和顏色生產出不同等級、不同規格、不同顏色的制品。由于生產過程采用擠出成型，可實現自動連續生產，長度任意裁定，這是原木所不能及的。PVC制品現已收到全球廣泛的重視，被譽為綠色環保新型材料，具有廣闊的發展前景。

試驗

·木粉種類對材料性能的影響

在本實驗中，采用了50目，80目，100目，120目的干燥木粉，在填充量為40份時與PVC基體復合，測試復合材料的沖擊性能、熔融指數、熱變形溫度。一般來說，填料的顆粒粒徑越小，假如它能分散的均勻，則填充材料的力學性能越好，但同時顆粒的粒徑越小，要實現起均勻分散越困難，需要更多的助劑和更好的加工設備，而且顆粒越細所需要的加工費用越高，因此要根據需要選擇適當粒徑的填料。

一般情況下，當填料粒徑較大時，填料在體系中的分散較困難，隨粒徑減小分散性提高，當粒徑降到一定范圍時，由于填料顆粒的團聚現象加劇，分散性也變差。

·木粉填充量對材料性能的影響

本實驗通過分別加入10%NaOH浸泡的100目干燥木粉4克、8克、12克、16克以及其他助劑，再加入PVC樹脂20克，密煉15分鐘，溫度要求達到178℃左右，得到的結果如下：

（1）隨著木粉填充量的增加，復合材料的熔融指數降低， 聚合物流率的均勻性變差。

（2）隨著木粉填充量的增加，復合材料的維卡軟化點升高。木份顆粒屬于天然高分子纖維，它是一種剛性材料，在高溫下變形較小。當木份含量增加時，木粉在體系中的體積比升高，復合材料的剛性增大，模量升高。同時，PVC大分子鏈的各運動單元由于受到木粉顆粒的限制熱運動能力變差，減少了PVC大分子鏈因溫度升高而蜷曲的傾向，材料的粘度升高，材料的耐熱變形能力提高。

（3）隨著木粉填料量的增加，材料的沖擊強度下降。原因是，作為分散相的木粉在基體中起到應力集中物的作用，它不會受力變形，也不能終止裂紋或產生銀紋吸收沖擊能，因此使填充體系的脆性增加。隨著木粉填充量的增加，由于木粉密度低，填料所占據的體積比增大，同時木粉顆粒分散性變差，顆粒堆砌嚴重，不僅提供了更多的應力集中點，而且更嚴重地影響了作為主要受力部分的PVC基體的連續性，從而使復合材料的沖擊強度下降。

結束語

PVC新材料的創新應用，必將帶來巨大的商機，并將改變人們現有生活方式。木材節約和代用是發展循環經濟、建設節約型社會的必然要求。我國木材綜合利用率僅約為60%，而發達國家已經達到 80%以上。中國科技部門應加大對這種新型綠色材料的研發力度，擴大產學研合作，開發出更多具有高附加值的新產品，同時政府有關部門要在回收秸稈、廢枝方面制定相關鼓勵政策，引導企業績極發展木粉復合材料，在推動回收初級原材料、木塑粒子生產、木塑制品制造上形成產業鏈。木粉復合材料的市場前景非常廣闊。

（作者單位：長江大學化學與環境工程學院）