摘 要

木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。本实验是以聚乙烯塑料（PE）为基体，100目木粉作为填充物，添加不同含量的增韧剂，利用双螺杆挤出机和注塑机制成标准样条，针对样条的拉伸强度，弯曲强度，冲击强度，接触角等力学性能进行研究。实验结果表明，增韧剂对聚乙烯复合材料影响很大，当PE与增韧剂含量比例为100:15时，复合材料的有最小的拉伸强度，最大的弯曲强度和冲击强度以及最好的亲水性。

关键字：木塑复合材料；聚乙烯；力学性能；亲水性。

Abstract

Wood plastic composite(WPC)is a kind of new composite materials at home and abroad,which cans make full use of waste wood and plastic and reduce environmental pollution.The experiment is based on polyethylene plastic (PE) as matrix and 100 mesh wood powder as filler, adding different content of toughening agent, making standard samples by using the twin screw extruder machine and injection molding machine.Then the tensile strength, bending strength, impact strength, contact angle and other mechanical properties were studied.Experimental results show that effect on polyethylene composite material is large.When the proportion of PE and toughening agent is 100: 15, the composite has the minimum tensile strength, the maximum bending strength and impact strength and the best hydrophilicity.

Keywords: wood plastic composite（WPC）; polyethylene; mechanical property；hydrophilic.

目录

摘要 II

Abstract III

目录 IV

1绪论 1

1.1 木塑复合材料的简介 1

1.1.1 木塑复合材料的简介 1

1.1.2 木塑复合材料的研究意义 1

1.2 木塑复合材料的发展状况 2

1.2.1 木塑复合材料在国外的发展状况 2

1.2.2 木塑复合材料在国内的发展状况 4

2 聚乙烯木塑复合材料的制备与性能研究 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 材料和试剂 7

2.2 实验步骤 7

2.2.1 木粉的预处理 7

2.2.2 聚乙烯木塑复合材料的挤出造粒 7

2.2.3 聚乙烯木塑复合材料的注塑成型 8

2.3 实验测试分析方法 9

2.3.1 拉伸强度测试 9

2.3.2 弯曲强度测试 11

2.3.3 冲击强度性能测试 12

2.3.4 接触角的测试 12

2.4 实验结果与讨论 13

2.4.1 增韧剂含量对拉伸强度的影响 13

2.4.2 增韧剂含量对弯曲强度的影响 14

2.4.3 增韧剂含量对冲击强度的影响 15

2.4.4 增韧剂含量对接触角的影响 16

3 实验结论 17

3.1 增韧剂对试样的影响 17

3.2 实验的不足与展望 17

致谢 18

参考文献 19

1绪论

1.1 木塑复合材料的简介

1.1.1 木塑复合材料的简介

木塑复合材料（Wood-Plastic Composites，缩写为WPC）在美国材料试验协会标准（ASTM）中给出的定义是：“一种主要由木材或纤维素为基础材料与塑料（也可以是多种塑料）制成的复合材料”^[1]。其兼具木材和塑料的优点，既有木材美观的质感和可以二次加工，又有塑料的耐久性和可重复加工性能。由于木塑复合材料的韧性低于塑料母体树脂，这样很容易导致材料因撞击或局部压力而损伤；木塑复合材料在成型加工中流动性较差^[2]，制品大部分情况下只能呈现直线状态，几乎没有曲线和弧度；因此，对加工设备、下游的装置、模具提出了更高的要求。

1.1.2 木塑复合材料的研究意义

随着生态环境、能源供求之间与经济发展的矛盾不断的激化，人们正致力于寻求环境保护、资源开发社会经济与可持续发展的平衡点。一方面，全球森林资源日渐枯竭，而木制品的需求却不断增长。以我国为例，2009 年公布的第七次森林资源连续清查结果显示，全国森林面积1.95 亿m²，森林覆盖率20.36%，森林蓄积137.21 亿立方米。据统计，我国人均占有林地只有0.13m²，是世界人均占有量的五分之一左右，人均占有的森林蓄积量10立方米，不到世界人均占有量的七分之一。按照目前发达国家年人均消费木材1.16立方米来计算，我国每年需要木材15 亿立方米，木材供需缺口巨大^[3]。另一方面，在欧美发达国家对废旧塑料的回收率高达80%，最低的国家也达到30%。我国对废旧塑料的回收率仅为15%^[4]，废弃塑料的回收远远无法跟上塑料行业的发展，散落在自然界的各种塑料制品严重影响了生态平衡，导致严重的“白色污染”。国家经贸委出台的《再生资源回收利用“十五”规划》中提到，每年约有1 400 万t 的废纸及大量的废塑料没有回收利用。由此引发的资源浪费和环境污染，使得回收利用低成本的废旧木材和废旧塑料成为工业界和科学界普遍关注的问题。由于废木材和植物纤维以前都是焚烧处理，产生的气体对地球有温室效应，因此木材加工厂也在努力寻求将其转化为高附加值新产品的有效方法。塑料回收再利用也是塑料工业技术重点开发的方向，塑料能否回收利用已成为塑料加工业选材的重要依据之一^［5］。由于WPC的主要原料有废旧塑料和农林废弃物，且具有一系列优点，如像木材一样可钉、可刨，且不虫蛀，吸水率低，耐腐烛，并可以像塑料一样被回收利用，属于一种优异的绿色环保材料^[6]。因此，WPC的发展对于农林废弃物和废旧塑料的回收利用和“白色污染”的治理具有非常重要的意义。

1.2 木塑复合材料的发展状况