木塑复合材料挤出成型工艺及性能的研究_李思远.pdf

塑料工业第31卷第11期
22CHINAPLASTICSINDUSTRY2003年11月

成型加工木塑复合材料挤出成型工艺及性能的研究
与设备
李思远,杨伟,杨鸣波
(四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065)

摘要:研究了木塑复合材料的挤出成型工艺,以及木粉用量、相容剂对材料性能的影响。结果表明:用双螺杆挤
出机代替单螺杆挤出机挤出成型,是一种可行的方法;并解决了加料困难、木粉用量增大时烧焦以及体系分散不均匀
等问题,获得了更好的混合、塑化效果,所得木塑复合材料具有良好的加工流动性;木粉的加入对加工流动性的影响
不大;木塑材料的拉伸强度随木粉用量的增加而基本保持不变。
关键词:木塑复合材料;挤出成型;流动性
中图分类号:TQ3251+2文献标识码:B文章编号:1005-5770(2003)11-0022-03

随着森林资源的减少,木材供应量逐渐下降,已器制造厂;万能实验机:RGT-10,深圳市瑞格尔仪器
不能满足人们的生产生活需要;同时,塑料制品废弃有限公司;HAAKE转矩流变仪:SYSTEM40,美国
物的处理也日益成为一个亟待解决的环境问题。一种HaakeBuchler公司;高速混合机:GH-10D。
新型材料木塑复合材料成为木材的理想代用品。13工艺流程
它是利用木质纤维填料(包括木粉、秸杆、稻壳等)木塑复合材料的工艺流程如下如下:
和塑料(废旧热塑性塑料)为主要原料,添加加工助
剂,经过成型加工而制得的复合材料。国外在木塑复
合材料方面的研究,已经取得了巨大的成就,实现了
工业化生产,在人们生产生活中得到了非常广泛的应
用。[1]而国内在木塑复合材料方面的研究尚处在起步
阶段,工业化产品不多。国内木塑复合材料的主要成
14性能测试
型方法是浸渍法[2~4]、浸注法[5]、模压法[6]、单螺杆
拉伸性能:按GB/T1040-1992在室温下进行测
挤出法[7]等;这些方法虽可以制得具有一定性能的木
试,拉伸速度为50mm/min;冲击性能:试样缺口半
塑复合材料,但是难以实现连续、大量的工业化生
径为2mm,制得的试样经过24h的时效处理后,按
产。本实验在单螺杆挤出木塑复合材料的基础上,初
GB/T1043-1993进行测试;加工流变性能:在
步实现了双螺杆挤出,并对成型工艺过程及材料性能
HAAKE转矩流变仪上进行测试,温度180,转子
进行了研究,为工业化生产奠定了一定的基础。
转速30r/min,加料量40g。
1实验部分
2结果与讨论
原料
1121木塑复合材料挤出成型工艺的选择
粉料大庆石化
HDPE:5000s,,MFR=18g/211单螺杆挤出成型
10min;木粉:20~80目,自制;硬脂酸、石蜡:工
单螺杆挤出过程中,由于单螺杆挤出机的输送作
业级,市售;EVA:7350s,台湾塑胶公司;马来酸
用主要是靠摩擦,使粉状物料加料困难;且单螺杆挤
酐改性聚乙烯自制。
:出机排气效果较差,物料在料筒中停留时间较长。所
仪器设备
12以,在挤出过程中,木粉用量较大时,挤出物颜色变
单螺杆挤出机上海轻机模具厂
:SJ-20A25,;深,有木粉烧焦的味道;且熔体强度随木粉用量增加
双螺杆挤出机:TSSJ-25,晨光化工研究院塑料机械迅速降低,当木粉用量到150份后,难于进行挤出。
研究所;注射机:PS40E5ASE,日精树脂工业株式会相对于HDPE,LDPE的熔体粘度较低,加工流
社;悬梁臂冲击实验机:UJ-40,河北省承德市材料动性更好。因此以粉料LDPE为基体树脂,添加100
实验机厂缺口制样机承德市金建检测仪
;:XQZ-1,份木粉以及少量其它助剂,在单螺杆挤出机中挤出成

通讯联系人yang@scueducn
作者简介:李思远,男,1978年生,硕士研究生,研究方向为木塑复合材料的结构和性能。
第31卷第11期李思远等:木塑复合材料挤出成型工艺及性能的研究23

型并切成粒料作为母料;再与HDPE粒料简单混合加,下降趋势变缓;复合材料的弹性模量随着木粉用
后,在单螺杆挤出机上塑化熔融挤出,挤出过程中,量的增加先增大后降低。
熔体强度较高,能够实现连续挤出。
212双螺杆挤出成型
采用HDPE粉料作为木塑复合材料的基体树脂。
鉴于木塑复合材料已在单螺杆挤出机上成功挤出,首
先选择木粉用量分别为30份和50份的体系在未加任
何助剂的情况下用双螺杆挤出机挤出。木粉以20目
筛子过筛后,在100下干燥处理;再与HDPE粉在
室温下混合5min。结果表明,木粉用量为30份时可
以顺利挤出,木粉在体系中分散较好,没有发生木粉图1木粉用量对木塑复合材料拉伸强度和
烧焦的问题;但木粉用量为50份时,挤出物颜