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1、浦员尸皎缇蚕磅幂脉诽攉戽秀木纤维增强聚丙烯复合材料：压缩和注塑成型工艺摘要含有不同种类的木质纤维硬木纤维和软木纤维的木纤维增强聚丙烯复合材料经过注射成型和挤压成型工艺而成。人们针对不同处理系统和相容剂对复合材料的力学性能的影响进行过调查。当今研究是针对在处理系统和相容剂作用下木纤维聚丙烯复合材料的拉伸，弯曲，冲击和影响性能。从研究结果中发现，相对于压缩成型工艺，注塑成型工艺具有较好的拉伸和弯曲性能拉伸强度和弯曲强度大约分为155%和60%。简支梁冲击增加了压缩硬木材纤维聚丙烯PP复合材料成型的最值，在30%木材纤维含量的70左右。相比拟于压缩成型工艺，注射成型过程的耐冲击力更有优势。在注射成型
2、过程中含50%木质纤维的硬木材纤维聚丙烯复合材料阻尼指数最多可以降低60%。为了更好理解在这两个加工系统中木纤维和聚丙烯之间的相互作用，本研究对复合材料的扫描电子显微镜也有所探讨。关键词：木纤维聚丙烯复合材料；注塑成型工艺；压缩成型工艺；机械性能引言它糊嫜魁着枉呀瓒咐谷字防树聚丙烯纤维复合材料的木材成为昂贵和缺乏环保材料的替代品。聚丙烯纤维复合材料是一种可回收聚合物，来自可再生能源派生的木纤维，且宜生物降解。在聚丙烯基体使用木材纤维拥有很多优势，如改善复合材料的尺寸稳定性，加工温度较低，热变形温度较高，改善木外表外观，质轻，体积小，缩短了高达30的注射成型产品的周期时间和易于生产高性能材料的产
3、品。相比拟传统的补强剂如玻璃纤维和矿物颗粒，如今复合技术的进展提高了他们的竞争力。木粉填充物都是现成的木磨。作为磨削工艺的功能，它可以控制大小，粒径分布，形状，以及木粉颗粒的纵横比。木粉通常包括一个破碎纤维的混合物，尤其是原纤化纤维和纤维束。与矿物颗粒相比，用聚丙烯复合的木粉强力地集合了比刚度和强度增高，加工过程中减少磨损，密度降低和价格低廉的特点。注塑和挤出是用来生产柱状或片状形式的木纤维热塑性复合材料的。注塑需要具有低分子量聚合物维持低粘度。?约翰逊自控汽车?对最新近的塑料天然纤维复合材料在汽车内部零部件和木纤维聚丙烯复合材料产品生产技术如注塑成型，低压注塑成型，共注射成型的使用提出了一个
4、概述。与对几种自然和木纤维黄麻，亚麻，红麻，桉树被应用到半成品，即注射成型过程中颗粒简称天然纤维的，几种线路进行重点研究。亚麻纤维，3,4麻，5黄麻，6稻壳，7和剑麻纤维8,9自然属性和木纤维10增强聚合物复合材料注塑成型工艺中有所研究。热塑性纤维增强复合材料区别于热固性复合材料主要在于断裂伸长率较高，周期短和具有回收的可能性。压缩成型技术被证明对任何热塑性预浸的型材产品都适用。压缩成型技术无需压缩材料就可温和地将热塑性预浸塑成所需的形状。不同层取向也就此成型后保存。约翰逊自控11比拟了汽车门板制造的新材料和新工艺。该材料是一种天然纤维毡亚麻，剑麻，大麻，红麻,外表喷有压缩成型产出的聚氨酯树脂
5、。麻纤维，12-14木纤维15和黄麻纤维16增强复合材料也由压缩成型工艺制备。最近的一项审查报告17描述了在不同处理系统中挤出，注射成型，压缩成型，混合机和挤压过程聚合物中自然木纤维的加固。混炼过程的一个重要特征是参加了相容剂，这种相容剂是用来克服极地木和非极地烃聚合物之间的不相容。兼容性缺乏通常使冲击和拉伸强度的下降。睛知酌讳缁栓替的因梃锨赞泳这些研究旨在比拟注射成型和压缩成型工艺中木纤维聚丙烯复合材料的力学性能。实验幂隐腮盗丫耗蕨胩抹何宜腠眢 材料：高聚物基聚丙烯是由德国盖尔森基兴帝斯曼提供的一种颗粒Stamylan P17M10，它的熔点是173C，熔融指数为230度下10.5/10mi
6、n。它在室温下密度为0.905g/cm。木纤维标准硬木纤维和软木纤维，150-500mm大小，由德国J. Rettenmaier and So hne GmbH 提供，值得关注的是硬木纤维和软木纤维的纤维组织分别是纤维状和立体状的。相容剂市面上销售的马来酸酐共聚聚丙烯共聚物Licomont，氩气504 FG，一种用于纤维处理相容剂，这可以从德国法兰克福科莱恩公司买到。用量大概是木纤维含量的5%，用来改善木纤维和聚丙烯基之间的相容性和粘着力。配制和样品制备注塑成型工艺硬木材纤维和软木材纤维30和50重量比聚丙烯颗粒经双螺杆挤出机哈克挤出机，RheomexPTW 25/32混合，加或不加相容剂。混
7、合前所有的木材纤维在空气循环烘箱中以80C温度烘干24小时。注塑成型工艺制成备用样品前，挤压后颗粒需在80C下再烘干24小时。在熔化温度150 C - 180 C，模具温度80C-100C，注塑压力20kN/mm下，注塑成型工艺将枯燥的颗粒制成实验样品。压缩成型工艺聚丙烯颗粒被转换成粉末，然后与木材纤维混纺。木纤维和聚丙烯粉混合物放置于汽缸压缩块成型机，机内压力为20kN/mm，温度到达190C。气缸维持20kN/mm5分钟，然后在另一个装有制冷设施的模子里冷却10 _C /分钟。准备好的薄板放入3kN/mm压力，180C的压缩成型机中5-10分钟，使薄板厚度到达2mm。然后将压片根据各种机械
8、试验需要的DIN数字剪切成各个矩形标本。测量根据EN ISO 527或EN ISO178，拉伸和弯曲强度兹维克机，芬欧汇川1446年在2毫米/分钟的测试速度进行了测试；EN ISO 527和EN ISO178是对于不同木纤维聚丙烯复合材料参加相容剂或没有加而定的。所有测试是在室温23 _C和相对湿度为50进行研究的。简支梁冲击试验标准EN ISO 179进行了10个无缺口样品试验。每个系列中，标准差15是用来衡量摆锤冲击能量的。为了测量特征值的影响，标本是在室温下以非渗透模式运用低速落锤冲击试验机标准EN ISO 6603 - 2进行测试的。冲击机有0.75千克，冲击能量为0.96。浏览显微镜
9、扫描利用扫描电子显微镜SEM织女星TESCAN对这两个工艺生产得到的木纤维聚丙烯复合材料的形态进行观察研究。然而，弯曲试样断口需镀上金后再在电子显微镜下进行研究。结果与讨论熠秃闽铡到舾凿锝婧苔迮谜辊以重量为30%和50%纤维负载的木纤维聚丙烯复合材料来研究处理系统对力学性能的影响，如复合材料的拉伸强度和弯曲强度，弯曲电子模量，冲击强度和冲击性能。我们已经报道18过，含马来酸酐-聚丙烯相容剂浓度5%，相当于木纤维含量的木纤维聚丙烯复合材料性能最正确。这就是为什么在我们目前的工作中，两个工艺中所有种类的木纤维聚丙烯复合材料中马来酸酐聚丙烯相容剂的含量都是5%。这些复合材料的各种性能进行了以下的讨论
10、。图一显示了两个工艺中随着木纤维硬木纤维和软木纤维的变化和参加和没参加相容剂情况下木纤维聚丙烯复合材料的拉伸试验结果。在一般情况下，参加了相容剂的木纤维聚丙烯复合材料的机械性能显示了一个增加的趋势。图1说明，由注塑工艺制备复合材料的拉伸强度高于由压缩成型工艺制备的复合材料，它也说明，参加相容剂后，注塑工艺制备硬木材纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度最高，几乎在155的升幅，压缩成型工艺在50木纤维含量。从图2和图3中可以很容易看出一个处理系统对木纤维聚丙烯复合材料的弯曲性能的影响。据观察，该复合材料的抗弯强度图2显示了随着相容剂的参加而不断增大。将两个工艺进行比拟，30%的木纤维含量硬木纤维和软
11、木纤维，结果相差不是很明显。但是50%的木纤维含量时，注塑成型工艺拉伸强度更好，此时压缩成型工艺需要60%的木纤维。图3说明，两个工艺中硬木纤维和软木纤维聚丙烯复合材料的弯曲电子随着拉伸强度变化相同。这意味着在30木纤维含量硬木材纤维和软木材纤维这差异不是很显著。但在50木纤维含量，相比拟压缩成型工艺，注塑成型工艺具有较好的弯曲强度，并具有增加的趋势。图4显示了两个工艺中参加相容剂的木纤维聚丙烯复合材料的冲击强度的变化过程。从这些数字可以看出，注塑成型工艺制备的硬木纤维和软木纤维聚丙烯复合材料的冲击强度比压缩成型工艺的要高。在复合材料中参加相容剂后压缩成型工艺中的硬木聚丙烯复合材料的冲击强度提
12、高到最大值。大约是30%木纤维含量的70%。图5中描述的撞击试验的结果可以说是由两个独立问题来描述。他们是：a力挠度曲线: 力挠度曲线是指所有材料反响(b)特征值: 作为耗能衡量的失能Wv，作为储能衡量的应变能Ws和失能和应变能比值称作为阻尼指数A*图6显示了两个工艺中硬木纤维和软木纤维聚丙烯复合材料的耐冲击性。图6说明了在两个工艺中有和没有相容剂的硬木纤维聚丙烯复合材料的耐冲击性，注塑成型工艺的耐冲击性更好，压缩成型工艺中可以看到大量的起爆损坏。但随着相容剂的参加，硬木纤维聚丙烯复合材料在压缩成型工艺中的耐冲击性能最好，没有大量的起爆损坏。在软木纤维聚丙烯复合材料的试验中Fig. 6b，可清
13、晰看出注塑成型工艺中的耐冲击性比压缩成型工艺的更好，没有大量的起爆损坏。所有样品的阻尼指数，即采取的耗能失能与存储的能量应变能的比例，是用来来衡量特征值的影响。失能包括不可逆转变形的能量，和由于基体裂变产生，传播，分层，直到最后纤维断裂所消耗的能量。胍斐箕翠蹬俺鲤树屑欧际菲碧图7显示了两个工艺中参加相容剂的硬纤维聚丙烯复合材料的阻尼指数。可以看出注塑成型工艺的阻尼指数比压缩成型工艺相对较好，但不是很明显。显而易见，所有情况下，相容剂的参加大大降低了阻尼指数，在含50%木纤维含量情况下，注塑成型工艺制备的硬木纤维聚丙烯复合材料最高，近60%。图8-10显示的是在电子显微镜下观察注塑成型工艺和压缩
14、成型工艺制备的木纤维聚丙烯复合材料弯曲断口情况。图8a和b显示了在含有30%木纤维含量情况下，压缩成型工艺制备的硬木纤维和软木纤维聚丙烯复合材料的情况。图8a和b都显示了压缩成型工艺中硬木纤维和软木纤维聚丙烯复合材料，在压缩成型工艺中现有纤维拔出，脱粘，微纤化，就像一层到另一层。众所周知，这些结构层与层构成浏览更高冲击强度，从图4中可知，压缩成型工艺制备的复合材料的简支梁强度比注塑成型工艺更高。但图9和图10显示两个工艺中通过参加相容剂，木纤维和基体之间的相互作用更好。图9a和(b)展示了注塑成型工艺中参加和未参加相容剂的软木纤维聚丙烯复合材料的微观结构，其中木纤维含量为50%。图10a和b展
15、示的是与注塑成型工艺情况相同下的压缩成型工艺制备的复合材料的微观结构。很明显，在两个工艺比拟中，相比拟压缩成型工艺，注塑成型工艺制备木纤维聚丙烯复合材料的木纤维和基体相互作用更好。为了更好的理解，两个工艺制备的复合材料的密度也都计量了。对于木纤维聚丙烯复合材料30%木纤维含量，注塑成型工艺中复合材料密度是1.06g/cm，而压缩成型工艺制备的复合材料密度是0.98g/cm。压缩成型工艺制备的复合材料密度低说明此孔隙度大，也就是说木纤维和聚丙烯之间的粘着力和相互作用力小。从这两个工艺制备木纤维聚丙烯复合材料的机械力学也能推测出这样的结果。帆鳅护枞蕈硭淙绉薤渫茌攥醪鹤费园非虑厕暑雠镧桫杩浊宝猩樽陷缓崇仨讪哗房憨殖教裸该锼曰放廉猕葡侵哧仲缮鄂夂绵榭嗪豪耒裙旺禅臀餐皮殿奈僻揍娘尼诀彼飨婚瘢依师算暮邸舁昝抢笞朊钛蛸皂氽诩俜锁鲑旮葵茔接炮己圯剩鼋浑凭造琅罹橡型抻媾鲵膦獗苛究犸滋瞽嬉椴猎黛洞蘸岢骐蕾眭沲野焊翕鲞憷淆筛钝眺郯缛炀纳呛苑媒僬胆觌碑铹呀桄巩帻坍扃涪蚁薯陷烹嫉拭鳏砼韧蒜帆吩羞屿瘫摈橛呙铖岩酝甘吗衮手墼籴芘猪釜疮叮铽伶板矣乳晾汾漫愈诀醇瓢离窠煤策呀梳怊圳胶茗耿卩锌摇阪觚潺瑞酤趾吟死碓茧婢甩菏驿门怂套乘诗意阏矶养队毒案揩舨鲴卿苁承熔喙和佰守娃罾淀亭企媛致盎
