论文摘要
我国植物资源丰富，但利用水平还很低，随着农村生活水平的不断提高，过去被大量用做燃料的农作物秸杆逐渐被液化气、煤气等清洁燃料所代替，除少数被用于生产饲料外，大部分被焚烧处理，这不仅对环境造成了损害，更是对自然资源的严重浪费。另一方面，随着我国经济的快速发展，塑料用量逐日剧增，造成了大量塑料的废弃，给环境带来了不小负担，因此国家越来越重视塑料回收利用的问题。在这样的背景下，使用植物纤维填充改性废旧塑料生产木塑复合材料，不仅可以有效地利用植物纤维和废旧塑料，防止污染，保护环境，同时还可以开发新型仿木材料解决目前木材资源短缺的问题。木塑复合材料兼有木材和塑料的特点，可以在一些场合替代塑料或木材，但相对于纯塑料来说，其脆性大、冲击强度低；相对于天然木材来说，密度又较大。本文针对这两个弱点，引入发泡工艺，在木塑复合材料的基础上制得发泡木塑复合材料。由于发泡木塑复合材料中的泡孔结构可以钝化裂纹尖端，阻止裂纹的扩展，从而可有效地克服一般木塑复合材料脆性大、抗冲击性能差的缺点，同时泡孔的存在可以降低材料的密度、节省原料。本文以甘蔗渣、AC发泡剂和废旧地膜(主要成分为聚乙烯PE)为主要原料，通过混炼熔融后热压成型的方法制备了甘蔗渣／废旧聚乙烯发泡复合材料。文章首先研究了发泡木塑复合材料的制备工艺及性能，探讨了发泡剂用量、甘蔗渣含量、预热温度对发泡木塑复合材料的力学性能、密度及吸水率的影响，并通过正交试验法确定了制备发泡木塑复合材料的最佳工艺组合为：发泡剂用量为1.0份，甘蔗渣含量为20份，预热温度为200℃。用扫描电镜观察了材料的微观结构，计算得发泡木塑复合材料的发泡倍数为1.38，孔隙率为27.9％。另外，针对甘蔗渣与废旧聚乙烯界面相容性差的问题，研究了改善发泡木塑复合材料界面相容性的途径。采用了物理、化学以及两者相结合的方法来提高甘蔗渣与聚乙烯两相间的相容性，比较了碱(NaOH)处理、硅烷偶联剂(KH550)处理、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)处理及双重处理等处理方法对复合材料力学性能的影响。结果表明：对于拉伸强度和弯曲强度来说，单独处理时以硅烷偶联剂的效果最好，MAPE次之，NaOH处理效果不大；NaOH与硅烷偶联剂双重处理、NaOH与MAPETA重处理对拉伸强度和弯曲强度具有协同增强作用，而硅烷偶联剂和MAPE的双重处理具有对抗减弱作用。对于冲击强度，单独处理以NaOH处理的效果最好，MAPE次之，硅烷偶联剂效果不大，双重处理对复合材料冲击强度没有起到额外作用。