《竹粉表面修飾對高填充木塑結構-性能的調控機理研究》是依託華南農業大學，由歐榮賢擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：竹粉表面修飾對高填充木塑結構-性能的調控機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：歐榮賢
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目從高木質纖維含量木塑複合材料（WPC）的高效加工和高性能化出發，採用化學結合能力強、滲透性適中、表面覆蓋效率高、無污染的烷基烯酮二聚體（AKD）和烯基琥珀酸酐（ASA）對竹粉進行表面化學改性，降低其表面能，改善其在聚丙烯（PP）基體中的分散性和相容性，提高WPC的加工性能和物理力學性能。重點研究改性參數和工藝的最佳化，建立高效、經濟、環保的木質纖維表面改性方法，增韌改性PP以製備具有高流變性能又能與竹粉形成良好界面結合的改性PP，進而製備高竹粉含量WPC，並對其結構性能進行表征。研究表面改性對竹粉在室溫和成型加工溫度下表面能的影響，竹粉在PP中的三維分散與分布狀態，最終揭示室溫下，竹粉與PP的表面能特性與WPC力學性能的相關性，成型加工溫度下表面能特性與WPC熔體流變/加工性能的相關性，為推動高木質纖維含量WPC的高效加工和高性能化探索新的途徑，提供理論基礎。
結題摘要
為了探究木質纖維表面修飾對高填充木塑複合材料（wood plastic compisites，簡寫WPC）結構-性能的調控機理研究，本項目首先通過不同部位竹材製備出了聚丙烯（polypropylene，簡寫PP）基WPC，並對WPC的性能及其影響因素進行了系統分析，揭示了化學成分、微觀結構對纖維形態及WPC性能的影響規律，為高性能竹塑複合材料的製備提供了理論基礎；探究了一種新的木質纖維改性方法，在球磨中通過機械/化學法，利用製備的混酸酐與纖維素顆粒反應製備表面改性的混合酸酐纖維素酯，並將表面改性的纖維素顆粒與PP基體複合製備WPC，對其加工性能、結晶行為、力學性能和吸水行為等進行分析，揭示了混酸改性纖維素酯對PP的增強機理；通過彈性體烯烴嵌段共聚物（Olefin block copolymer，簡寫OBC）共混和馬來酸酐（maleic anhydride，簡寫MAH）接枝改性的方法製備了高韌性和高力學強度的PP基WPC，並對其尺寸穩定性、動態力學和斷裂形貌進行分析，揭示了OBC和MAH對PP的增韌機理；通過烷基烯酮二聚體（Alkyl ketene dimer，簡寫AKD）乳液噴淋和溶液浸泡處理木質纖維並製備了PP基WPC，對WPC的機械性能和加工性能進行了分析，探究了AKD的改性機理及處理工藝對WPC性能的影響規律；製備了一系列纖維含量高達70~85%的高填充PP基WPC，探究了纖維含量和AKD改性對WPC力學性能和加工性能的影響規律，為高填充WPC的製備提供了理論基礎；通過氧氣和六甲基二矽胺烷等離子氣體處理木粉並製備了PP基WPC，對WPC的機械性能和加工性能進行了分析，揭示了木質纖維表面能對WPC性能的影響規律。在綜合分析、系統總結上述研究結果的基礎上，建立了表面修飾對高填充WPC結構-性能的調控機理。
