聚烯烃木塑复合材料挤出成型工艺优化

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木塑复合材的挤出成型结合并创新了塑料型材的传统挤出工艺,形成了适合自身特点的工艺流程。在挤出制造技术中,配方和工艺是最为关键的两个环节,本文即对木塑复合材的相关配方和工艺进行了优化。本文研究了模具温度对HDPE基、PP基、PP/HDPE基木塑复合材料挤出外观质量、力学性能的影响。随着模具温度的升高,三种WPC的表面色泽均有不同程度的加深;PP基WPC在模具温度为165℃时性能最优异,而PP/HDPE基WPC在165℃时才可顺利稳定挤出;结合材料的力学强度及外观特性,HDPE基WPC最适宜的模具温度为160~170℃,PP基WPC和PP/HDPE基WPC最适宜的模具温度均为170~175℃。并且由X射线衍射分析,随着模具温度升高,三种基体WPC的特征衍射峰强度及结晶度均有不用程度的降低。在前期的探索实验中发现,PP基木塑复合材挤出困难,因此,首先从配方方面考虑,优化PP/木粉复合材料的配方。利用正交表分析了配方中木粉、润滑剂、滑石粉三者的添加量对复合材料挤出状态、力学性能的影响,并利用综合平衡法选择最适宜的组分配比。结果表明,木粉含量是影响复合材料性能最显著的因素;润滑剂添加过多会降低弯曲强度;利用多指标综合平衡法确定最优配方中木粉(60份)、润滑剂(3份)滑石粉(5份);通过扫描电镜分析,第六组界面结合最佳,此组与综合平衡法得出的最优配方中的木粉和滑石粉含量相同。为了最大化降低成本,在PP/木粉复合材料中尽可能多的添加滑石粉为理想选择,因此分析了不同含量滑石粉对复合材料密度、吸水率及力学性能的影响:确定了最合适的滑石粉添加量。研究表明,当超过20份后,滑石粉对复合材料的影响开始显著,制品的表面质量逐渐变差,表面裂痕逐渐加重;随着滑石粉含量的增加,复合材料的密度逐渐增大,吸水率逐渐降低,而厚度膨胀率整体上呈先升高后降低趋势,并在滑石粉为40份时为最小值:滑石粉的添加显著提高了材料的弹性模量,但对材料的冲击强度和拉伸强度不利。在滑石粉含量为10份时弯曲强度最大。
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