近年來，以木粉、紙粉等天然有機填料填充熱塑性塑料而制成的木塑復合材料因其成本低、性能好、重量輕、對加工設備、的磨損小等優(yōu)點而受到普遍關注。
木塑復合材料兼有木材和塑料的雙重特性。它有著天然木材的外觀，可鋸、可釘、可粘結(jié)、可上漆。同時，它防蟲、防腐、吸水性小、不易變形、不開裂、力學性能好，有很好的市場前景。
但是由于木粉與聚乙烯基材的相容性很差，在填充大量木粉后復合材料的力學性能迅速下降。為了得到性能優(yōu)良的木塑復合材料，首先要解決的就是木粉與熱塑性樹脂之間的相容性問題。目前解決該問題的有效方法是將單體接枝到木粉表面上，盡管該方法效果顯著，但成本高。也可采用硅烷、鈦酸醋等偶聯(lián)劑對木粉進行處理，但是效果并不明顯。本研究采用一種聚乙烯熱熔膠作為相容劑來增進聚乙烯/木粉界面處的相互作用，取得了理想的增容效果。
一、實驗部分
1.主要原料
高密度聚乙烯(PE-HD），PD5070EA，盤錦乙烯公司；
高密度聚乙烯（PE-HD), DGDA6098，齊魯石化公司；
聚乙烯熱熔膠，HMA 100，熔體流動速率0.65 g/10min,齊魯石化公司；
木粉，400-850 μm，常州粉末有限公司；
抗氧劑1010和潤滑劑硬脂酸鈣均為工業(yè)級。
2．主要設備
電烘箱，201-1，上海實驗儀器總廠；
雙輥開煉機，SK-160，上海橡塑機械廠；
平板硫化機，XLB，青島橡塑機械廠；
萬能制樣機，ZHY-W，承德化工機械廠；
熱變形實驗儀，RW-3，承德市實驗機廠；
沖擊試驗機，SC，承德試驗機廠；
密度儀，精度0. 001 g/cm3時，臺灣高鐵檢測儀器有限公司；
場發(fā)射掃描電子顯微鏡JEOL JSM-6700F;日本電子公司。
3．工藝流程
木粉的干燥：將木粉在烘箱中于100-105℃干燥8h，每隔2h對木粉進行適當翻攪；
混煉：于165℃，在雙輥開煉機上先將PE-HD、熱熔膠和其它加工助劑的混合料混煉至完全塑化，然后加人木粉混煉至木粉均勻分散。保證每個配方的混煉時間基本相一同；
壓片：170℃，預熱5 min，保壓4 min，壓力15 MPa，卸模后在冷板上保壓6 min,壓力16 MPa.
4．性能測試
按GB 1042-1992測試拉伸性能；
按GB 9341-2000測試彎曲強度；
按GB 1043-1993測試簡支梁沖擊強度。
二、結(jié)果與討論
1．熱熔膠和木粉用量對材料性能的影響
為了綜合評價該熱熔膠的增容作用，本研究采用四個不同的配方，木粉的填充量分別為0.30％、40 ％和50％?；牟捎肏D5070EA和DGDA6098的混合物（按1：1均勻混合），其基本性能如表1所示。
在各配方中，聚乙烯熱熔膠也被看作是一種基材，若木粉的含量為50％，則HD5070EA, DGDA6098和熱熔膠總共占50％。在各配方中，改變熱熔膠的用量，考察復合材料的力學性能隨熱熔膠用量的變化，實驗結(jié)果如圖1-4所示。
圖1-4中分別以不添加木粉時的曲線為基線。從這四條曲線可以看出，隨相容劑用量的增加，材料的力學性能基本不變，四條曲線幾乎為水平的直線。因此有理由推斷，如果在木粉用量一定的情況下,曲線隨熱熔膠用量發(fā)生顯著的變化，那么必然是由于熱熔膠與木粉發(fā)生相互作用的結(jié)果。
從圖1-4可著出，對木粉含量較高的復合材料，其力學性能如拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和沖擊強度隨熱熔膠用量的增加都有不同程度的提高，這表明本實驗所采用的熱容膠對聚乙烯基木塑復合材料具有良好的增容作用。在較低的用量范圍內(nèi)（0-6%），曲線向上變化的速度很快，并且木粉的填充量越高，熱熔膠增容的作用也就越明顯（表2）。隨熱熔膠用量的進一步提高，曲線增加的趨勢變緩，用量達到10%后，曲線基本不再增加，基本變成水平的直線。這表明增溶劑有一個最佳用量。 木粉的填充量對復合材料性能有性能有明顯的影響，在使用熱熔膠的情況下，材料的力學性能隨木粉填充量的增加出現(xiàn)大幅度提高的趨勢，木份表現(xiàn)出出很好的增強效果。從圖1可看出，使用熱熔膠后，填充30％木粉的復合材料的拉伸強度可達28.5MPa。比純基材的26. 5 MPa高出7.5％。而在添加40% 和50％木粉時，拉伸強度分別可達30.3MPa和34MPa，與純基材相比增加幅度分別為14.3％和28.3％。
在圖1中，添加木粉的三條曲線與基線相交，這表明如欲增加復合材料的拉伸強度，必須根據(jù)復合材料中的木粉含量相應的調(diào)節(jié)熱熔膠的用量。木粉的含量越高，則增加拉伸強度所需的相容劑用量就越小。從圖1中的三個交點可以看出，木粉的填充量為30%、40%和50%時，所需熱熔膠用量分別為8%、5%和4%。
