彩色木塑复合材料的制备及耐老化性能研究

发布时间：2020-07-27 18:26

【摘要】：木塑复合材料(WPC)作为一种绿色环保型复合材料,不仅具有塑料的特点,同时也具备木质纤维的优良特性,主要被应用于建筑、装饰及汽车内饰等方面。但在实际使用过程中,由于复合材料常常需要服役于光照、降雨及真菌侵蚀等恶劣的环境条件下,在一定程度上会造成材料的力学性能下降、表面褪色等现象,从而影响了材料的正常使用,缩短其使用寿命。为了改善木塑复合材料颜色单一、耐老化性能差等问题,本文选用有机、无机及温敏着色剂共3种着色剂,采用平板硫化机热压成型制备了桦木粉／高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,考察了着色剂种类及含量对木塑复合材料力学强度及外观颜色的影响,同时对彩色木塑复合材料进行紫外光加速老化和户外自然老化处理,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析老化前后复合材料表面化学团变化情况,同时结合材料老化前后表面形貌、力学性能及外观颜色变化情况,得出复合材料的紫外光老化和户外自然老化的作用机理。结果表明：(1)着色剂对WPC力学性能及外观颜色的影响添加有机或无机着色剂后,木塑复合材料的外观颜色及力学性能变化显著；当添加不同颜色的着色剂后,复合材料对应的色品值,例如白色对应的明度值L*、红色对应的红绿色品值a*、黄色对应的黄蓝色品值b*均有不同程度地提高,随着色剂用量的增加,复合材料的总色差△E*值逐渐增大；木塑复合材料的力学强度随着色剂用量的增加而逐渐增大,当着色剂用量为3.5wt%时,复合材料的力学性能及外观颜色达到最佳。(2)紫外加速老化处理对彩色WPC力学性能及外观颜色的影响当彩色木塑复合材料经过紫外加速老化处理后,材料表面颜色和力学强度发生了显著的变化；随着老化时间的延长,复合材料褪色严重,力学强度逐渐降低；当加入有机或无机着色剂后,复合材料褪色程度降低,且力学强度降低幅度减小,说明加入着色剂后,复合材料的耐老化性能有所提高；在老化过程中,复合材料表面不仅产生了生色基团,同时由于水的冲刷作用,而导致材料表面的着色剂和木纤维大量剥落,材料表面出现黑点和裂纹,从而导致材料的综合性能较低。(3)户外自然老化对彩色WPC力学性能及外观颜色的影响将彩色木塑复合材料放置在户外进行3个月的自然老化处理后,材料的综合性能降低；当老化时间逐渐增加,材料表面褪色严重,力学强度逐渐降低；通过向复合材料中加入着色剂后,其耐老化性能提高；当材料经过户外自然老化处理后,其表面不仅发生了光降解反应,同时材料表面的着色剂和木纤维大量剥落,材料的结合强度下降,使得材料在受到外力作用时,容易发生变形或破坏。(4)通过对加速老化和自然老化两种不同的老化前后复合材料性能对比发现,复合材料在户外条件下,褪色较为严重,且力学强度下降幅度较大；当加入无机钛白着色剂后,材料的耐老化性能优于添加有机着色剂的复合材料。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33

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本文编号：2772204