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木塑复合材料的分类及改性

木塑复合材料的分类及改性
木塑复合材料的分类及改性

木塑复合材料的分类及改性木塑复合材料(Wood-plastic composites,简称WPC)是采用木材加工剩余物、森林抚育剩余物、废旧木材、农作物秸秆等木质纤维材料和废旧热塑性塑料为主要原料,通过挤出、压制等成型方式形成的复合材料[1]。木塑复合材料既具有木质纤维材料的高强度和高弹性,又具有塑料的高韧性和耐疲劳等优点,是一种既似木材又优于木材的新型代木材料[2]。

2010 年中国国内木材需求总量约为3.6亿m3,供需缺口达到1.2亿m3。随着需求的增加,供需缺口逐年增大,预计2015年达1.5 亿m3,2020年达2亿m3,到2050年接近6亿m3[3]。木材资源供应愈发严重不足的形势将在一定程度上影响我国整个国民经济的发展。速生丰产木材因其生长周期短、成材率高、经济效益好等显著特点而受到越来越多厂商和研究者的青睐。我国人工速生林主要品种有杨木、柳木、桦木、泡桐和桉木等。然而,速生木材与天然针叶木、阔叶木相比,存在着材质差、纤维短、易变形、易腐朽虫蛀等缺点,无法满足高档次木材加工业的要求,缺乏应用价值与经济价值。因此,研究者以基于物理、化学原理的新技术对速生木材进行改性,使其性能得到大幅度提升甚至达到优质天然木材的性能[4],早在20 世纪30 年代,改性后的压缩木就曾用于欧美军用飞机以防雷达探测,目前速生木材改性技术是世界发达国家重点研究的技术领域之一。木塑复合材料(WPC) 就是木材改性的一种。

木屑是木塑复合材料的主要原料之一。目前纳入国家和地方生产计划的林区和大中城市制材加工厂,每年要产生大约250 万吨木屑,其中只有一小部分得到利用,大部分被丢弃,造成一定程度的环境污染和原料浪费。废旧塑料是木塑复合材料的另一主要原料,据我国轻工部门统计,2000年全国塑料制品总产量

约800 万吨。随着我国塑料工业的不断发展,废旧塑料制品将愈来愈多。

研究和开发木塑复合材料的生产和应用,不仅可为国民经济建设增添一种价廉而又具广阔应用前景的新材料,而且能为提高木材的综合利用率和治理废旧塑料制品的污染开避一条新的途径。这种新型复合材料在上世纪八十年代初国外已有研究成果和实际应用,我国开展该项研究则稍迟。自1984年开始立项研究,成果于1987年通过正式技术鉴定,目前已正式推广在生产部门应用,形成批量产品。

WPC 兼有木材和塑料的特点,其硬度、耐磨强度、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、尺寸稳定性等各项性能均较未处理木材有显著提升,同时,WPC 的吸湿膨胀性、热导率、阻燃性、耐腐蚀性和抗生物性能也得到改善。WPC 因其不改变木材固有优良性能,并能克服速生木材材质差、易变形、易变色、易生物降解等缺点,使木材的使用性能得到大幅度提高,并因具有新的木材功能,可满足木材市场的更多需求[5],越来越引起木材厂商的青睐及研究者的重视。此外,WPC 制造过程中,还可通过添加色料、防腐剂、阻燃剂、抗静电剂等获得各种附加功能的改性木材,从而为木材的增值利用拓展出新的途径[6]。如具有抗菌作用的WPC,可用于医院、诊所、候诊室和厕所等,以避免这些场所细菌传染的危险[7]。WPC的研究随着其广泛的应用得以快速的发展。

根据塑料树脂的品种不同,木塑复合材料可分为以下几大类:

1.1聚乙烯基木塑复合材料

Norma E. Mareovich[8]研究了在挤出机中有过氧化物存在的条件下,在LLDPE上接枝马来酸酐,和未处理的木粉复合,制得复合材料。结果表明:改性LLDPE的结晶度下降,但随着木粉的加入结晶度又上升,复合材料的拉伸强度、

延展性和耐蠕变性都因为接枝马来酸醉而提高。

https://www.wendangku.net/doc/6111033935.html,i[9]研究了各种类型相容剂对HDPE/木粉复合材料的力学性能的影响。相容剂包括:PP-g-MAH,LLDPE-g-MAH,HDPE-g-MAH,SEBS-g-MAH。R. G. Raj[10] 以0-40%(wt)木粉增强HDPE,研究了硬脂酸、矿物油、聚乙烯蜡的马来酸醉接枝物和硅酸钠对复合材料拉伸强度和冲击强度的影响。浙江大学的方征平[11]讨论了乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)对线性低密度聚乙烯(LLDPE)/木粉复合材料力学性能的影响,发现EAA对该体系有良好的增容作用,能明显提高材料的拉伸强度和冲击强度。北京化工大学的朱晓群[12]用木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备了能代替木材的复合材料。考察了木粉含量、粒度、界面相容剂用量对复合材料力学性能、流动性的影响。

1.2聚丙烯基木塑复合材料

近年来,世界各国广泛开发改性PP以替代工程塑料。已有不少文献报道了无机填料如滑石粉、硅灰石、碳酸钙填充改性PP的研究。结果表明:无机填料填充改性PP可提高其拉伸强度和弯曲强度,但其脆性增大,韧性下降,表现为断裂伸长率、冲击强度分别有不同程度的降低;而以木纤维作为填充材料改性PP,可制得力学性能较好的复合材料。

V.N.Hristov等[13]研究了以PP-g-MAH为相容剂,木粉为填料制得的复合材料的力学性能;WI.J.Zaini[14]研究了木粉含量和尺寸对木粉/PP复合材料力学性能的影响;心Kristiian Oksman[15]用未改性木粉制备PP/木粉复合材料。结果表明:与纯PP相比,加入木粉的复合材料拉伸强度和冲击强度降低,无缺口冲击强度显著下降,杨氏模量和弯曲模量有所提高,传统的云母与滑石粉改性PP的效果要比木粉的效果好;将木粉和云母或滑石粉混合加入,强度比单独加木粉时高,这可能是因

为木粉与无机粒子相互作用有助于分散的结果。

李思良等[16]用松木粉、杉木粉对PP填充改性,初步探讨了木粉的种类、表面处理和填充量对木粉填充改性PP胜能的影响。利用Na0H溶液处理杉木粉,对提高杉木粉填充改性PP的断裂伸长率、拉伸强度、弯曲强度与冲击强度有较明显效果;添加比例约2.5%~5%的杉木粉对PP填充改性,在拉伸强度略有下降而其冲击强度与弯曲强度有一定程度提高的情况下,可有效的提高PP的断裂伸长率。华东理工大学林群芳[17]用废弃木粉为增强材料,制备了木粉增强聚丙烯复合材料,研究了改善废弃木粉增强聚丙烯复合材料力学性能的途径。

1.3PVC基木塑复合材料

PVC/木粉复合材料施工业化较早的木塑复合材料之一,使用量近年来增长迅速。影响PVC基木塑复合材料性能的因素很多,例如热稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、润滑剂、加工工艺、木粉的表面处理等都会对复合材料的性能产生影响。

Haihong Jing[18]研究了以铜胺络合物处理木粉对PVC/木粉复合材料力学性能的影响。处理过的木粉使无缺口冲击强度、弯曲强度明显提高。北京化工大学钟鑫[19]讨论了利用接枝的方法改性木粉,提高其与PVC树脂的界面钻合性,比较了硅烷偶联剂处理、碱浸泡与硅烷偶联剂双重处理、接枝改性3种木粉处理方法的优劣。赵义平[20]研究了不同木粉处理方法对PVC木塑复合材料性能的影响。采用了4种处理剂对木粉进行处理,处理过的木粉可以明显提高复合材料拉伸强度,但冲击强度稍有降低;木粉采用碱处理后再用处理剂处理可明显提高相容性。

1.4废旧塑料/木粉复合材料

用木纤维与废旧塑料生产复合材料,即可充分利用丰富的天然资源,也可解决废旧塑料的处理问题,国内外的工作者在这方面做了大量的研究工作。N.

Tzankova Dinteheva[21]研究了分别以pp一g一MAH、pp一g一AA为相容剂,在PP和PE混合的废旧塑料中加入20%-40%(wt)木纤维制得的复合材料性能。结果表明:弹性模量显著提高,断裂伸长率和冲击强度下降,拉伸强度几乎不变,相容剂的加入提高了力学性能。赵义平[22]做了木粉填充废旧LDPE的研究,结果表明:经碱处理的木粉与未处理的木粉相比可显著提高力学性能。张明珠[23]对木粉/再生热塑性塑料复合材料的相容性、流动性、加工工艺做了研究。

1.5其他树脂制备的木塑复合材料

除了上面常用的制备木塑复合材料的树脂外,也有人研究了用PS、ABS等制备木塑复合材料。王玮等[24]通过研究ABS/木粉复合材料的力学性能比较了MAH 增容、MAH/St原位增容ABS-g-MAH增容等不同增容方法对复合体系的增容效果,发现ABs接枝物的增容效果优于原位增容效果;同时在ABs/木粉体系中引入复合基体PVC,在确定ABS/PVC配比为70/30的基础上,考察了木粉含量对体系性能的影响。肖亚航[25]用热压成型的方法制备了不同木粉用量的木粉/ABS复合材料,并对其热压成型工艺进行了探讨。结果表明:木粉用量高达60phr时仍可热压成型,但以不高于40phr为优。

宋永明[26]研究了热塑性弹性体对聚苯乙烯塑料的增韧,以达到对木粉/再生聚苯乙烯复合材料增韧改性的目的,添加马来酸醉改性的苯乙烯聚合物(PS-g-MAH)作为复合材料的界面相容剂。结果表明:热塑性弹性体的加人显著提高了复合材料的冲击性能,而且弯曲性能和拉伸性能保持较好。

木塑复合材料未来的发展方向是实现原料多样化、设备工艺专业化、产品高档化,开发纤维含量高,应用领域广、综合性能高、使用寿命长的木塑制品。利用废旧塑料和废弃的木材加工生产的木塑复合材料,不仅有利于治理污染,而且节约

木材资源,具有良好的社会效益和经济效益,将是一种极有应用前景的复合材料。参考文献:

[1]王伟宏,李春桃,王清文. 木塑复合材料产业化现状及制造关键技术. 现代化

工,2010,30(1): 6-10

[2]谭天伟,苏海佳,杨晶.生物基材料产业化进展.中国材料进展, 2012, 31(2): 1-6

[3]Tan Xiufeng.The forecast model and development trend for China timber supply and

demand[D]. Beijing:Chinese Academy of Forestry,2011.

[4]Hill C A S,et al. Journal of Materials Science,2012,47(7):3 191–3 197.

[5]Ahmed S A,et al. Wood and fiber Science,2012,44(1):85–93.

[6]唐辉,等.中国塑料,1999,13(7):64–67.Tang Hui,et al. China Plastics,1999,13(7):64–67.

[7]Wang Guirong, et al. Forestry Machinery & Woodworking Equipment,2010,38(7):43–44.

[8]Norma E, Marcovich, Marcelo A. Villar, Thermal and Mechanical Characterization of Linea

rLow Density Polyethylene/Wood Flour Composites[J].Journal of Applied Polymer Science, 2003. 90(10): 2775-2784.

[9]Qunfang Lin, Xiaodong Zhou, Gance Dai, Effect of Hydrothermal Environment on Moisture

Absorption and Mechanical Properties of Wood Flour-Filled Polypropylene Composites[J].Journal of Applied Polymer Seience,2002.85(14):2824-2832.

[10]R.G.RSJ.B.V.Kokta, Reinforeing High Density Polyethylene With Cellulosic Fibers l:The Effect

of Additives on Fiber Dispersion and Mechanical Properties [J]. Polymer Engineering and Science,1991.31(18):358-1362.

[11]方征平.蔡国平.曾敏峰,范宏.许承威.EAA对LLDPE木粉复合材料的改性[J].中国塑料, 1999 .

15 (11) : 44-46.

[12]朱晓群.周亨近,魏浩,郑裕.张志龙.木粉/HDPE复合材料的力学性能与流动性能[J].北京化

工大学学报,2001.28(1):56-58.

[13]V. N. Hristov.S.T. Vasileva. Deformation Mechanisms and Mechanical Properties of Modified

Polypropylene/wood Fiber Composites [J]. Polymer Composites, 2004, 25 (5) : 521 - 526. [14]Wl.J.Zaini,M.Y.A.Fuad.The Effect of Filler Content and Size on the MechanIcal Properties of

Polypropylene/Oil Palm Wood Flour Composites[J].Polymer International,1996,40(1):51-55.

[15]Kristiian Oksman. Craig Clemons. Meehanical Properties and Morphology of impact

Modified Polypropylene-Wood Flour Composites[J]. Journal of Applied Polymer Science, 1998,67(9):1503-1513.

[16]李思良,曾湘云.刘易凡.木粉坡充尸尸的力学性能[J].塑料199827(3):30-32.

[17]林群芳,周晓东,戴干策.程树军木粉增强聚丙烯力学性能的改善方法[J].现代化工, 2002,

23(5):57-51.

[18]Haihong Jiang,D.Paseal Kamdem. Effects of Copper Amine Treatmen ton Mechanical

Properties of PVC/Wood-Flour Composites[J].Journal of vinyl and assistive technology, 2004, 10(2):70-78.

[19]钟鑫,薛平,丁筠.改性木粉/PVC复合材料的性能研究[J].中国塑料2004,18(3):62-66.

[20]赵义平,PVC/木粉填充体系性能的研究[D].天津轻工业学院硕士论文.2001.

[21]N.Tzankova Dinteheva, F. P. LaMant. Reeyeling of the a Light Fractiono from Municipal

Post-consumer Plastics: Effect of Adding Wood Fibers Polymer for Advanced Technologies, 1999.10(10):607-614.

[22]赵义平.刘敏江.张环.木粉填充LDPE回收料的研究[J].现代塑料加工应用.2005,15(4):13-15.

[23]张明珠,薛平.周甫萍.木粉/再生热塑性塑料复合材料性能的研究[J]塑料, 2000, 29(5): 59-

40.

[24]王玮,倪忠斌,张红武.ABS/木粉复合材料的力学性能研究[J].中国塑料,2005,19(1):31-33.

[25]肖亚航.傅敏士.木粉/ABS复合材料的热压成型工艺研究[J].塑料工业,2004,32(12):58-60.

[26]宋永明.肖泽芳.王清文.木粉/再生聚苯乙烯复合材料的动态机械性质分析[J].东北林业大

学学报.2004,32(5):29-31.

木塑复合材料

***公司 年产1万吨木塑复合材料技改项目资金申请报告

编制时间:2011年11月 第一章项目单位基本情况及财务状况 1.1项目单位基本情况 ***公司是***人民政府2007年重点招商引资的一家以发展红椿木种植及林产品精加工的涉林企业。企业于2009年入住***工业园区,注册资金1000 万元。主要从事林地流转,发展红椿木种植基地和林产品精加工。公司于2009年被增补授予“***林业产业化龙头企业”称号。 企业现在拥有木材加工厂两座,一座是位于***的木材粗加工厂,一座是位于***木材精加工厂。厂区占地面积总计21938.4平方米。至2010年底公司已投入资金2000余万元,建设宿舍楼及钢结构厂房9446.71平方米,引进先进的木材精加工设备35台套。 企业现阶段主要产品是出口包装箱的围板,连接板及托盘,通过采取销售联盟合作方式产品远销欧美市场,公司已与***木业包装、江苏***木业、江苏***木业签订10年的产业基地、技术、销售三联盟合作协议。通过不断的技术革新,公司已形成年加工2万方的木材加工能力。公司2010年完成销售2561万元。 企业现有职工136人;其中工程技术人员19人。公司领导班子共7人,其中总经理1人,副总经理3人,经理助理1人,工会主席1人,监事会人员1人,公司管理层平均年龄35岁,全部具有大专及以上学历。 企业通过现代社会先进的管理模式与经验,企业管理正步入科学化、人性化。企业有严谨的人、财、物、生产、技术、经营、管理制度,产品生产成本核算可以量化、细化到每一道细小环节,为独成本核算提供科学、切实可行的依据。 ***公司拟在现在现有厂区设备基础上,进行年产1万吨木塑复合材料项目技改,截止2011年11月,已初步完成地坪整理及钢结构厂房建造,项目进度完成40%。 1.2项目单位财务状况 ***公司经过不断的连续投入与飞速发展,截止2010年底公司总资产已达到3946万元。各类财务数据详见下表:

木塑复合材料

木塑复合材料 一,木塑复合材料定义 以木材为主要原料,经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。又称WPC. 木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维,决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。 如下图所示

二,木塑复合材料的主要特点 1)良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维,因此,具有同木材相类似的加工性能,可锯、可钉、可刨,使用木工器具即可完成,且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍,是刨花板的5倍。 2)良好的强度性能。木塑复合材料内含塑料,因而具有较好的弹性模量。此外,由于内含纤维并经与塑料充分混合,因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高,一般是木材的2——5倍。 3)具有耐水、耐腐性能,使用寿命长,木塑材料及其产品与木材相比,可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀,并且不繁殖细菌,不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长,可达50年以上。 4)优良的可调整性能,通过助剂,塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变,从而改变木塑材料的密度、强度等特性,还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。 5)具有紫外线光稳定性、着色性良好。6)其最大优点就是变废为宝,并可100%回收再生产。可以分解,不会造成“白色污染”,是真正的绿色环保产品。 7)原料来源广泛。生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯,木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维,另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。

8)可以根据需要,制成任意形状和尺寸大小。随着对木塑复合材料的研发,生产木塑复合材料的塑料原料,除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外,还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机,再到由平行双螺杆挤出机初步造粒,再由锥形螺杆挤出成型,可以弥补难以塑化,抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点,徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T24137和ASTM D7031;ASTM D7032;BS DD CEN/TS15534-3的要求 三,木塑复合材料适用范围 木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用,其中运用最广泛的是在建筑产品方面,占木塑复合用品总量的75%。 塑木板材产品具有广阔的应用前景和市场前景,其应用场合非常广泛。根据材料性能的应用范围和国内外的有关报道,目前已经开发的用途及使用场合如下:公园、球场、街道等场合,特别适合露天桌椅;建筑材料、吊板、屋顶、高速公路噪音隔板等;市政交通方面标记牌、广告板,格栅板,汽车装饰板材等;包装材料、搬运垫板、托盘和底盘;家庭围墙、花箱、篱笆、走道、地板、防潮隔板;各种体育馆装饰板材、地板;铁路枕木、矿井坑木;军事用具、武器附属品;计算机、电视机、洗衣机、冰箱等家电物品的外壳;汽车配件等。将来使用最大市场是逐步替代塑钢、铝合金建材市场

木塑复合材料概述汇总

木塑复合材料 摘要:木塑复合材料具有比单独的木质材料和塑料产品更优异的品质,是实木的理想替代品,它的出现可以减少废弃木料和塑料对环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。本文介绍了木塑复合材料的定义、特点、加工工艺、分类和应用以及未来发展的趋势,并对木塑复合材料的优缺点进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。 关键词:木塑;性能;加工工艺;分类;应用;发展趋势 随着森林资源的减少,木材供应量逐渐下降,已不能满足人们的生产生活需要。同时,塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料,添加部分相关改性剂,经挤出成型为板材、型材、管材而成。此类产品可替代相应木制品,人们由此可节约大量的森林资源,处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉,故可大大有利于保护并改善生态环境,是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。 1 木塑复合材料定义及特点 1.1 木塑复合材料的定义 木塑复合材料是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为主原料,利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点,配混一定比例的塑料基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料,目前国内外对此称谓不一,也有将其称之为:塑木、环保木、科技木、再生木、聚合木、聚保木、塑美木或保利木,英文名称:Wood-Plastic Composites,缩写为WPC。一般说来,以生物质材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料,或以塑料原料为基添加一定比例的生物质材料制成的材料,均可称为木塑复合材料。 1.2 木塑复合材料的特点: (1)原料资源化,其生物质材料部分基本分为废弃物利用,来源广泛,价值低廉;塑料组分要求不高,新、旧料或混合料均可,充分体现了资源的综合利用和有效利用; (2)产品可塑化,木塑产品为人工整体合成制品,可根据使用要求随机调整产品工艺和配方,从而生产出不同性能和形状的材料,其型材利用率接近100%; (3)应用环保化,木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均环保安全,无毒无害,其生产加工过程中也不会产生副作用,故对人体和环境均不构成任何危害; (4)成本经济化,即木塑制品实现了低价值材料向高附加值产品的转移,不仅维护费用极低,而且产品寿命数倍于普通天然木材,综合比较具有明显的经济优势; (5)回收再生化,即木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用,且不会影响产品使用性能,能够真正实现“减量化、再生化、资源化”的循环经济模式。

合成工艺学课后习题

第一章绪论 一、填空题 1、对于均相反应体系,搅拌器的作用主要是_?_;对于非均相反应体系,搅拌器则有___?和质_ _的 作?用。 2、工业上合成树脂的干燥方法,主要是_气干燥 ?腾干燥_ 。当树脂含有溶剂时,或粉状树脂对空气的 氧化作用敏感时,则用 的____?气_ _作 ?体进行干燥; 3、工业上当合成树脂含水时,通常用 的_空气_ _作 ?体进行干燥; 二、选择题 1、对于低粘度聚合物的溶液聚合反应釜应选择(D)搅拌器。 A、锚式 B、平浆式 C、螺带式 D、旋浆式 2、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的 点非常相近,可通过(`C)的方法进行分离。 A、闪蒸 B、水蒸气蒸馏 C、萃取精馏 D、减压蒸馏 3、对于高粘度动性差的合成橡胶的溶液聚合反应釜应选择(C )搅拌器。 A、锚式 B、平浆式 C、螺带式 D、旋浆式 三、判断题 1、聚合物的形态可能是坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液,所以不能用一般的产品精制方法如蒸馏、结晶、萃取等方法对聚合物进行精制。(对) 2、经分离操作的合成橡胶,含水量%-50%,可以用气 干燥或 腾干燥的方法进行干燥。(错) 3、一般潮湿的合成橡胶胶粒采用箱式干燥 或挤压膨胀干燥进行干燥。(对) 第二章生产单体的原料路线 一、填空题 1、从油田开采出来未经 工的石油称原油。 2、石油裂解生产烯烃时,液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2-0.5s,目的是 了减 反应?、 高烯烃的?收率。 二、选择题 1、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,丙烯收率 ( D )。 A、25%~26% B、11%~12% C、29%~30% D、16%~18% 2、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,乙烯收率 (A)。 A、25%~26% B、11%~12% C、29%~30% D、16%~18% 3、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的 点非常相近,可通过(` C)的方法进行分离。 A、闪蒸 B、水蒸气蒸馏 C、萃取精馏 D、减压蒸馏 三、判断题

最新版木塑复合材料(WPC)可行性研究报告

木塑复合材料(WP)C 项 目 建 议 书 二0 一一年九月

二、项日提出的背景和发展概况 三、项目研究的依据 四、项日建设的必要性和意义 五、项目建设的有利条件 六、产品市场预测和项目建设规模 七、工程技术方案 八、环境保护与劳动安全 九、项目进度安排 十、投资估算和资金筹措 H^一、经济效益和社会效益分析十二、财务与敏感性分析 十三、结论及建议

第一章项目概况 一、项目名称:木塑复合材料(WPC )项目 二、承办单位:** 木业有限公司 三、项目负责人:** 四、项目性质:新建 五、建设地址:** 六、建设规模: 项目占地8000 平方米。新建厂房4200 平方米,办公楼1600 平方米,宿舍900 平方米,仓库1800 平方米,购进先进设备。建设年产1.5 万吨木塑复合材料生产线。 七、项目总投资与资金筹措: 项目总投资人民币3600 万元,固定资产投资2800 万元,流动资金800 万元。资金为企业自筹。 项目分二期实施,计划第一期(2011 年12 月-2012 年 5 月)投资800 万元,在** 经济区内规划整理土地15 亩,进行基础设施的建设。第二期(2012 年6 月-2013 年5 月)投资1800 万元完善基础设施建设和购进设备进行试生产。 八、项目经济效益分析: 该项目顺利投产后预计年销售额5000 万元,生产成本投入2840 万元。销售税金及附加560 万元。年实现利润2040 万元。项目投资回收期为 2.45 年,投资利润率为40.8% 。 九、合作方式:独资或合资 第二章项目提出的背景和发展概况 一、项目建设背景和意义 随着人们环保意识的加强,要求保护森林资源,减少利用新木材的呼声日趋高涨,回收利用成本低的废旧木材和塑料成为工业界和科学界普遍关注的问题,促进和推动了对木塑复合材料WPC (Wood Plastic Composite)的研究和开发工作,并取得了实质性进展,其应用也呈加速发展态势。 众所周知,废木材和农业纤维以前都只能焚烧处理,产生的

《化工工艺Ⅱ》课程教学大纲

《化工工艺Ⅱ》课程教学大纲 课程名称:化工工艺Ⅱ 课程类型: 专业基础课 总学时:36 讲课学时:36 学分:3 适用对象: 化学工程与工艺专业、制药工程专业 先修课程:物理化学、化工原理、高分子化学 一、课程性质、目的和任务 “聚合物合成工艺学”是以聚合物的生产工艺为研究对象、以聚合物结构与性能关系为主要研究内容的一门学科。是化学工程与工艺、高分子化工等类专业的一门主干课,是学生在具备了必要的物理化学、化工原理等专业基础知识后必修的技术基础课。 通过本课程的学习,使学生全面的了解高分子材料的有关知识,有利于培养学生独立思考和运用所学知识解决具体工作当中所遇专业问题的能力,是提高学生专业知识能力,向专业工程师转化的一个重要环节。 二、教学基本要求 通过本课程的学习,要使学生掌握高分子合成的主要合成工艺和重要品种的生产方法、结构、性能,并对本学科的发展和前沿有一定的了解。

四、课程的重点和难点 第一章绪论 重点:要让学生通过了解高分子的发展与现状,认识到高分子工业对人类社会和科学发展的重要性,培养学生的事业心。 难点:根据我国的高分子工业现状和美好前景激发学生学习积极性 第二章生产单体的原料路线 重点:1.石油裂解制烯烃的工艺过程 2.五种重要单体的合成路线 难点:石油裂解制烯烃中丁二烯的萃取精馏 第三章自由基聚合生产工艺

重点:自由基聚合的主要实施方法; 难点:乳液聚合、悬浮聚合机理、链转移作用的应用 第四章离子聚合与配位聚合生产工艺 重点:离子聚合与配位聚合反应机理和生产工艺 难点:离子型聚合与配位聚合的原理和机理 第五章缩合聚合生产工艺 重点:缩合聚合原理、熔融缩聚反应的特点、影响因素和实施工艺。 难点:1. 线型缩聚反应产物的分子量及其影响因素; 2. 平衡缩聚反应的平衡常数、数均聚合度及小分子物浓度三者之间关系;第六章逐步加成聚合生产工艺 重点:逐步加成聚合反应机理;聚氨酯的合成原理 难点:聚氨酯的合成原理 第七章高聚物改性工艺 重点:共聚物合成工艺;互穿网络聚合物合成工艺;高聚物的化学改性 难点:共聚物合成工艺 五、实践环节 0学时。

木塑复合材料及其材料配方

木塑复合材料及其材料配方 木塑复合材料是采用热熔塑胶,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物作为胶粘剂,用木质粉料如木材、农植物秸杆、农植物壳类物粉料为填充料,经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。其中的热熔塑胶原料可采用工业或生活的废弃料,木粉也可以采用木材加工的下脚料、小径材等低品质木材。从生产原料的角度而言,木质塑料制品减缓和免除了塑料废弃物的公害污染,也免除了农植物焚烧给环境带来的污染。复合过程中材料配方的选择涉及到如下几个方面: 1.聚合物 用于木塑复合材料加工中的塑料可以是热固性塑料和热塑性塑料,热固性塑料如环氧树脂,热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。由于木纤维热稳定较差,只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用,尤其是聚乙烯。塑料聚合物的选择主要依据有:聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。如:聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等,聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。此外,塑料的熔体流动速率(MFI)对复合材料性能也有一定影响,在相同加工工艺条件下,树脂的MFI较高,木粉的总体浸润性较好,木粉的的分布也越均匀,而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能,尤其是冲击强度。 2.添加剂 由于木粉具有较强的吸水性,且极性很强,而热塑性塑料多数为非极性的,具有疏水性,所以两者之间的相容性较差,界面的粘结力很小,常需使用适当的添加剂来改性聚合物和木粉的表面,以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力。而且,高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差,常以某种聚集状态的形式存在,使得熔体流动性差,挤出成型加工困难,需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。同时,塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能,提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。常用的添加剂包括如下几类: a)偶联剂能使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合;同时能降低木粉的吸水性,提高木粉与塑料的相容性及分散性,所以复合材料的力学性能明显提高。常用的偶联剂主要有:异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、酞酸酯类、硅烷偶联剂、马来酸酐改性聚丙剂(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶联剂的添加量为木粉添加量的1wt%~8wt%,如硅烷偶联剂可以提高塑料与木粉的粘结力,改善木粉的分散性,减少吸水性,而用碱性处理木粉只能改善木粉的分散性,不能改善木粉的吸水性及其与塑料的粘结性。需注意的是马来酸盐偶联剂与硬脂酸盐润滑剂会发生相斥的反应,一起使用时导致产品质量和产量降低。 b)增塑剂对于一些玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂如硬度PVC,与木粉进行复合时加工困难,常常需要添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基因,在高温剪切作用下,它能进入聚合物分子链中,通过极性基因互相吸引形成均匀稳定体系,而它较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引,从而使加工容易进行。在木塑复合材料中常要加入的增

高聚物合成工艺学课程教学大纲

《高聚物合成工艺学》课程教学大纲 Polymer Synthesis technology 一、课程基本信息 学时:40 学分:2.5 考核方式:考试与平时成绩相结合;平时成绩占总成绩的30% 中文简介: 本课程为材料化学方向必修课程, 主要介绍了工业生产上合成高分子材料的新方法,重要品种的生产工艺技术;各种聚合方法进行工业化生产的特点、配方原理、流程组织原理和典型工业生产过程、聚合反应的基本化工单元及典型生产设备等内容。其主要任务是在学习该门课程以后,学生了解并掌握石油化工生产的简单有机物经聚合反应生产高分子化合物的基本原理、聚合方法、聚合生产工艺, 掌握向合成树脂、合成橡胶、合成纤维材料提供原料的生产工艺过程, 并为合成涂料、粘合剂、离子交换树脂、工程高分子材料、功能高分子材料等打下基础。 二、教学目的与要求 高聚物合成工艺学研究高分子的合成和制造工艺问题,主要涉及各种典型高分子材料聚合过程的实施方法和操作方式。通过本课程的学习,使学生掌握高聚物的各种典型合成方法的原理、工艺流程、主要的设备结构、基本工艺条件和关键的工艺技术问题,认识产品的质量要求和影响因素,了解安全生产、环境保护和工艺设计的有关问题。不仅要使学生获得高聚物合成工业的专业知识,而且更重要的是培养学生运用相关知识分析和解决实际问题的能力,为解决将来生产工艺和科学研究中的实际问题打下基础,同时培养学生严谨细致、实事求是的科学作风,使其逐步具备科技人员应有的素质。 三、教学方法与手段 1.突出重点,以课堂讲授为主,以聚合物种类-结构与性能-合成原理-合成工艺- 应用为主线,对课程中的重点着重讲解。 2.精讲多练,把现代教育多媒体技术运用到授课过程中,在教学过程中应注意理论联系实际,把教师讲授与课堂讨论相结合,通过实例提高学生分析问题解决问题的能力。 3.学以致用,把理论知识与生产生活和后续课程相结合。由于本课程实践性较强,因此采用启发式教学,培养学生思考问题、解决问题的能力;通过作业调动学生学习的主观能动性,培养学生的自学能力。 四、教学内容及目标

发泡木塑复合材料浅谈

发泡木塑复合材料浅谈 赵倩 河北农业大学林学院木材科学与工程0802班 摘要:本文简述了发泡木塑复合材料的独特优点,归纳总结了木粉处理、配方、成型工艺、及成型设备等关键技术,并就当前的发展情况,提出了发泡木塑复合材料的发展方向。 关键词:木塑复合材料;发泡;pvc 1 为何而来——发展背景 木塑复合材料(WPC)是以木材为主要原料(形式有锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等),经过适当的处理使其与各种塑料(用于木塑复合材料的热塑性塑料主要有聚氯乙烯(PVC},聚乙烯PEA ,聚丙烯(PPS) ,聚苯乙烯(PST) ,聚甲基丙烯酸甲酷(CPMM),以及聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等)按一定比例混合并添加特制的助剂,如偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂等加工助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料,是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料。所选用的塑料可以是新料,也可以是回收的废旧塑料,添加的植物纤维来源丰富,价格低廉,并且可以回收利用。 木塑复合材料兼具木材和塑料的双重特性:易于进行二次加工,无毒,不怕虫蛀,耐水,可重复利用等。而相对于塑料来说,其韧性、冲击强度和弯曲强度等都会有所降低;而相对天然木材,密度又通常是木材的好几倍。因此它的应用领域受到了一定的限制。为了改善木塑复合材料的力学性能、降低复合材料的密度和成本, 微孔发泡木塑复合材料近年来成为当前木塑复合材料研究的热点。目前已经制得PE、PP、PVC、PS、PUR基等类型木塑复合发泡塑料,其中PVC基木塑复合发泡塑料以其化学稳定性强、强度高、耐酸碱腐蚀、耐水浸泡、阻燃及成本低等优点而被广泛应用。 2 是什么——发泡木塑复合材料的概念 发泡木塑复合材料是在木塑复合材料的基础配方上按一定质量比例混合入发泡剂、成核剂、发泡助剂等,同样经塑料成型设备加热熔融成为一种带连续均匀分布发泡微孔的复合材料。 3 怎么造——发泡木塑复合材料生产工艺 3.1 木粉处理 木粉的选择对木塑复合材料的发泡性能有重要影响。木粉粒径减小,发泡容易;但是颗粒过小

热塑性木塑复合材料

热塑性木塑复合材料 木塑复合材料( WoodPlast ic Composite, WPC)是指采用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料。与木材相比, WPC 能够连续挤出, 能够获得任意横截面; 尺寸稳定性和精确性良好, 几乎不产生废料; WPC 可以采用与木材一样的方法进行加工, 因此其户外维修的费用非常低; 为了更美观, 可以给WPC 上漆, 这一点比绝大部分塑料都要容易; 另外WPC 的户外耐久比软木要好, 使用时间预期为25~ 30 年。 热塑性塑料基体主要为PE、PP、PS 等聚烯烃和聚氯乙烯, 包括新料、回收料以及二者的混合料; 木纤维有废木粉、刨花、锯木; 其他植物纤维有粉碎处理过的稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、泽麻、黄麻、大麻等。废木可以从倒塌或坏死的树木获得, 也可以从传统木材加工过程中回收。木纤维和植物纤维对成型设备磨损小, 尺寸稳定性良好,电绝缘性优, 无毒, 可反复加工, 能生物降解。可见, 进行WPC 制备、加工的研究有巨大的环保意义和经济效益, 其应用有广阔的前景。 虽然木塑复合材料力学性能比木材要好,但目前TWPC大都作为非结构材料。对施工和建筑应用来说,能否在各种环境下保持所需力学性能非常重要。有人对在海水环境中腐蚀2年的TRIMAX木塑材料(HDPE类)做性能测试,没有发现翘曲等变形或开裂,尺寸变化也在生产厂商标明的允许范围内,材料的模量和强度只有很小的变化。疲劳测试中,由于木成分会升温,而塑料对温度敏感,所以木塑材料的疲劳性能难以测试。木塑材料的螺钉联结强度随温度的降低而增加。 木材是极性亲水性物质, 大多热塑性聚合物为非极性憎水性物质, 因此必须采取各种措施来提高木- 塑界面相容性。前目采用的方法主要有: 对木材进行乙酰化或硬脂酸化处理、聚甲基丙烯酸甲酯处理、马来酸酐处理等。另外由于绝大多数木材是以粉末或短纤维态与热塑性塑料复合的, 它们不易混合而易生成毛团状, 同时极性纤维与非极性塑料难以相容胶合, 造成复合体力学性能低劣。因此, 木塑复合材料在生产中的最大问题除了相容性之外还有分散性问题。相容剂可以改善木纤维在聚烯烃树脂中的分散性, 而偶联剂可以改善木纤维与树脂之间的粘结, 因而可以提高木纤维塑料复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度; 降低木纤维塑料复合材料的吸水率; 提高热塑性木纤维复合材料在湿态条件下的力学性能的保 留率以及热变形温度。用于WPC 的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。 通常认为乙酰化处理原理是纤维组分的羟基与乙酸酐的酰基反应。由于木纤维中排列紧密, 有强交联键的结晶区的羟基完全不可接触到, 因此参与反应的羟基只是纤维组分( 木质素、半纤维和无定形纤维) 的小部分。乙酰化作用能降低木材在水中的膨胀, 大大减少天然纤维的吸水, 提高界面剪切强度, 增加纤维表面自由能。纤维含量80~ 90w t%时, 乙酰化可提高尺寸稳定性。硬脂酸作为胶粘剂可对纤维表面改性。利用羧基COOH 与纤维的羟基发生酯化反应, 从而减少与水键合的羟基数量。此外, 硬脂酸的长烃链是憎水基团, 能为纤维提供特别保护。 用硅烷偶联剂对木纤维处理后, 再接枝甲基丙烯酸甲酯单体, 同时使MMA 适当聚合, 也是一种木纤维改性的方法。通常认为, 将MMA 单体在常温真空浸渍木纤维要比在非真空条件下的浸渍效果好。但若采用甲醇作为MMA 的膨胀溶解剂, 能极大提高接枝率、拉伸强度、弯曲强度和压缩强度, 并可以获得与真空条件相似效果。 马来酸酐处理后制得的WPC 硬度大大提高, 并且可以限制样品膨胀, 阻止水及蒸汽的吸收, 这方面对硬木的效果最为明显。

木塑复合材料

物流管理1班 木塑复合材料 木塑复合材料是以废旧塑料、木粉为原料,按一定比例混合,并添加特制的助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料。其性能优良、用途广泛、利于环保,并有广阔的发展远景,值得大力研发推广。 木塑复合材料的加工工艺:木塑材料的技术特点是把两大类差异较大的不同材料相互混合在一起,即将木材塑料合二为一成复合材料。 木粉作为塑料的一种有机填料,具有来历广泛、价格低廉、密度低、绝缘性好等许多其他无机填料所无法相比的优良性能。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用,主要原因在于:一是与基体树脂的相容性较差;二是在熔隔的热塑性塑猜中分离效果差,造成活动性差和挤出成型加工困难。由于木粉中主要成份是纤维素,含有大量的羟基,这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键,使木粉具有吸水性,且极性很强。而热塑性塑料多数为非极性,具有流水性,所以二者之间的相容性较差,界面的粘接力很小,需要通过使用添加剂改性塑料和木粉的表面,进步它们之间界面的亲和力。改性的木粉具有加强性质,能够很好地传递填料与塑料之间的应力,从而到达加强复合材料强度的作用。 挤出成型、热压成型、注射成型是加工木塑复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率高,因此挤出成型方法是一种较为常用的工艺线路。 从木塑复合材料工艺技术特点来看,主要有以下几类:从原料使用方面来看,一类使用的塑料原料为纯塑料或贸易级塑料;另一类是使用具有一定特性的单组分废旧塑料。从加工工艺方法来看,一类是二步成型法,即塑料与木粉造粒后再进行成型加工;另一类是一步成型法,即塑料与木粉混合后直接进行成型加工。 从成型机理方面来看,一类是物理成型,即使用热隔性粘合剂,在成型过程中将塑料与木粉粘合在一起;另一类是物理化学成型,即通过加入添加剂,在压力和温度的控制下,使原料混合物同相对低分子的添加剂一起转变为高分子状态的网状纤维材料。采用这种工艺制成的材料,内部结构完全是融合后重生的网状分子结构,比其他工艺生产出的木塑产品的抗弯、抗压、抗冲击强度要好。木塑复合材料的性能特点与应用: 木塑复合材料具有如下优点:易于加工。木塑材料内含聚酯和纤维,因此具有同木材相类似的加工性能,可锯、可钉、可刨,使用木匠工具便可完成,且握钉力明显优于其他合成材料;强度高、耐用性好。木塑复合材料具有较好的弹性模量。另外,由于内含木质纤维并经树脂固化,因而具有与硬木相当的抗压、抗冲击等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料;耐水、耐腐蚀。木塑材料及其产品可抗强酸碱,耐水、耐腐蚀,并且不繁殖细菌,不容易被虫蛀,不长真菌;可调整性强。通过加入不同的助剂,聚酯可以发生聚合、发泡、固化、改性等变化,从而改变木塑材料的密度、强度等特性,符合抗老化、防静电、阻燃等特殊要求;原料来历广泛。木塑材料除了使用一定数目的助剂以外,95%以上的原料均为聚酯和木质纤维,其来历广,价格低廉。 木塑复合材料应用于包装行业主要是托盘、包装箱、集装用具等。仅以托盘为例,目前,北美地区托盘用量每一年高达 2 亿多个;日本托盘用量每一年约 600 万个;据预测,往后几年内我国木托盘的年均匀使用量可能会突破 2000 万个。因而在国内外有很大的市场需求。 木塑材料因具有耐潮、防虫蛀等特点,适用于仓储行业使用的货架铺板、枕木、铺梁、地板等。在我国,仓储行业应用木塑材料虽刚开始,但需求量却在迅速增加。

木塑复合材料综述

木塑复合材料发展与研究 朱东锋 (浙江工商大学环境学院,浙江杭州310012) 摘要:本文着重阐述了木塑复合材料的发展历史及与研究现状,通过结构特性和影响因素的分析,最后对我国未来发展的趋势,提出了一些针对性的建议。 关键词:木塑复合材料;因素;发展趋势;建议 Abstract: This paper focuses on the development history and the status of wood-plastic composite through analysis of the structural characteristics and. Influencing factors, the last of China’s future developments trends, made a number of specific recommendations Keywords: Wood-plastic composite materials; Factors; Developments trends; Recommendations 1 前言 1.1 木塑复合材料的背景 木塑复合材料(Wood plastic composites,简称WPC)是采用木质纤维或植物纤维填充、增强,经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年来,木塑复合材料引起了科技界和工业界的极大关注,是当今世界上许多国家逐步研究推广应用的新型材料。其原因是:现代生活中人们对塑料的依赖性越来越强,从简单的生活器具到昂贵的家用电器,从办公日用品到尖端的科学仪器,无处不昭示着塑料的存在。然而,人们在享受便利生活、感叹科技发达的同时,又被挥之不去的白色污染所困扰。 为此,目前世界各国都投入人力、物力,开发各种废旧塑料回收利用的技术,致力于降低塑料回收利用的成本和开发其合适的应用领域。此外,目前全球森林资源日渐枯竭,人们已经认识到森林在保护环境,维持生态平衡中的重要作用,限伐、禁伐森林的法令不断颁布,对于木材的利用提出高的要求。一方面尽量减少木材的采伐量,推进寻找木材的替代品,另一方面要提高木材的利用率。传统木材的使用中有25%~30%属于“废料”,如何将这些边角料加以利用,提高木材工业利用效率。WPC产品恰好为废旧塑料的循环利用提供了良好的出路、它的代木作用又对节省木材资源起到了不容忽视的作用[1]。

聚合物合成工艺学各章重点及要点模板

聚合物合成工艺学各章重点及要点 部分内容不全, 大家自己看书 第一章绪论 1.高分子化合物的生产过程及一般组合形式 原料准备与精致, 催化剂配置, 聚合反应过程, 分离过程, 聚合物后处理过程, 回收过程 2.聚合反应釜的排热方式有哪些 夹套冷却, 夹套附加内冷管冷却, 内冷管冷却, 反应物料釜外循环冷却, 回流冷凝器冷却, 反应物料部分闪蒸, 反应介质部分预冷。第二章聚合物单体的原料路线 1.生产单体的原料路线有哪些? ( 教材P24-25) 石油化工路线, 煤炭路线, 其它原料路线( 主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料) 2.石油化工路线能够得到哪些重要的单体和原料? 并由乙烯单体能够得到哪些聚合物产品? ( 教材P24-25、P26、P31) 得到单体和原料: 乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。得到聚合物: 聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。 3. 合成聚合物及单体工艺路线 第三章自由基聚合生产工艺 § 3-1自由基聚合工艺基础

1.自由基聚合实施方法及选择 本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。 2.引发剂及选择方法, 调节分子量方法 种类: 过氧化物类、偶氮化合物, 氧化还原体系。 选择方法: ( 1) 根据聚合操作方式和反应温度条件, 选择适当分解速度的引发剂。( 2) 根据引发剂分解速度随温度的不同而变化, 故根据反应温度选择适引发剂。( 3) 根据分解速率常数选择引发剂。( 4) 根据分解活化能选择引发剂。( 5) 根据引发剂的半衰期选择引发剂。 分子量调节方法: 控制引发剂用量、控制反应温度、选择适当分子量调节剂。 § 3-2本体聚合生产工艺 1.本体聚合传热方法、排热措施 排热措施: 采用预聚、后聚分步聚合法; 反应达到一定转化率就分离出聚合物; 较低温度, 较低引发剂浓度下反应; 紫外线或辐射引发聚合; 强化聚合设备的传热。 § 3-3悬浮聚合生产工艺 1.悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例, 以及它们的作用机理。( 教材P53-54) 保护胶类分散剂: 天然高分子化合物及其衍生物( 例如明胶、淀粉、纤维素衍生物) 、合成高分子化合物( 例如部分水解度的

木塑复合材料的分类及改性

木塑复合材料的分类及改性木塑复合材料(Wood-plastic composites,简称WPC)是采用木材加工剩余物、森林抚育剩余物、废旧木材、农作物秸秆等木质纤维材料和废旧热塑性塑料为主要原料,通过挤出、压制等成型方式形成的复合材料[1]。木塑复合材料既具有木质纤维材料的高强度和高弹性,又具有塑料的高韧性和耐疲劳等优点,是一种既似木材又优于木材的新型代木材料[2]。 2010 年中国国内木材需求总量约为3.6亿m3,供需缺口达到1.2亿m3。随着需求的增加,供需缺口逐年增大,预计2015年达1.5 亿m3,2020年达2亿m3,到2050年接近6亿m3[3]。木材资源供应愈发严重不足的形势将在一定程度上影响我国整个国民经济的发展。速生丰产木材因其生长周期短、成材率高、经济效益好等显著特点而受到越来越多厂商和研究者的青睐。我国人工速生林主要品种有杨木、柳木、桦木、泡桐和桉木等。然而,速生木材与天然针叶木、阔叶木相比,存在着材质差、纤维短、易变形、易腐朽虫蛀等缺点,无法满足高档次木材加工业的要求,缺乏应用价值与经济价值。因此,研究者以基于物理、化学原理的新技术对速生木材进行改性,使其性能得到大幅度提升甚至达到优质天然木材的性能[4],早在20 世纪30 年代,改性后的压缩木就曾用于欧美军用飞机以防雷达探测,目前速生木材改性技术是世界发达国家重点研究的技术领域之一。木塑复合材料(WPC) 就是木材改性的一种。 木屑是木塑复合材料的主要原料之一。目前纳入国家和地方生产计划的林区和大中城市制材加工厂,每年要产生大约250 万吨木屑,其中只有一小部分得到利用,大部分被丢弃,造成一定程度的环境污染和原料浪费。废旧塑料是木塑复合材料的另一主要原料,据我国轻工部门统计,2000年全国塑料制品总产量

木塑复合材料的研究进展

木塑复合材料的研究进展 现阶段木塑复合材料的基体主要有PP、PE、PVC、PS以及ABS等,从目前市场上的产品来看,主要是PE基的木塑复合材料制品,而 PP 基和PVC基的木塑复合材料也占一定的比例。目前,木塑复合材料的研究也以这三种塑料基体为基础,但许多研究者已经开始进行新型木塑复合材料的研发。 1. PE基木塑复合材料 聚乙烯(PE)是一种无毒、质轻、具有优异的耐化学腐蚀性和电绝缘性的热塑性聚合物,广泛应用于电器工业、化学工业、食品工业、机器制造业和农业等方面。PE 树脂的产量自20世纪60年代中期以来一直高居世界塑料产量的首位,常见的品种有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及线形低密度聚乙烯(LLDPE),性能各有不同,其中HDPE在木塑复合材料的应用最为广泛。 Cui J.等[1]将丙烯酰胺-甲醛-尿素三元共聚物(AMFU)用于增容植物纤维/HDPE复合材料体系,结果表明AMFU对植物纤维/HDPE复合体系有良好的增容作用,使得复合材料的静态和动态力学性能明显改善,复合材料的吸水率降低。该研究给出了一种增容木塑复合材料的新途径。 Tan H.等[2]研究了MAPE对椰壳纤维/LLDPE复合材料体系力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了复合材料冲击断面的形貌。研究发现,加入MAPE后,复合材料的弯曲强度和冲击强度均高于未加界面改性剂的;SEM照片显示,加入MAPE的复合材料有更好的界面粘接,椰壳纤维和LLDPE树脂基体间的相容性得到了改善,这也是复合材料刚性和韧性提高的主要原因。 2. PP基木塑复合材料 聚丙烯(PP)树脂按结构不同,可以分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三类,目前作为塑料使用的PP一般均为等规结构的。PP的电绝缘性和耐化学腐蚀性优良,尤其是力学性能和耐热性在通用塑料中是最好的,但其低温脆性大,耐老化性不好。由PP的价格相对低廉,目前其在木塑复合材料中的应用也很广泛。 为了克服PP基木塑复合材料在加工过程出现的缺陷问题,Hristov V.等[3]将热塑性硅胶弹性体(TPSE)引入 PP/木粉复合材料体系加以研究。结果发现,在木粉含量为50wt%,未添加TPSE和MAPP的情况下,挤出物表面粗糙,且有严重的撕裂现象。当加入1wt%TPSE后,上述现象得到缓解甚至消失,提高挤出速度可以获得更加光滑的表面。另外还发现MAPP的加入也能降低表面缺陷的程度。 Danyadi L.等[4]采用两种不同分子量和接枝率的MAPP作为界面改性剂,制备了木粉填充量从0-70wt%变化的PP/木粉复合材料。通过对复合材料力学性能和扫描电镜等测试表明,复合材料的刚性随着木粉含量的增加而提高,并且与MAPP的加入量和接枝率无关。但MAPP的种类对材料的拉伸强度影响很大,高分子量和低接枝率的MAPP对于提高复合材料的拉伸性能和冲击性能更为有效。 Kokta B. V.等[5]系统研究了聚丙烯接枝马来酸酐(MAPP)、过氧化二异丙苯(DCP)和顺丁胶异氰酸盐(PBNCO)的用量对PP/杨木粉复合材料力学性能的影响,并确定了二者的最优含量使得木塑复合材料冲击强度得到维持或提高的同时避免了拉伸强度的降低。此时,复合材料的拉伸强度由纯PP的32MPa提高到60MPa,杨氏模量由700MPa升高到约1700MPa,冲击强度也由52J/m2提高至 60-62J/m2,

纳米复合材料

纳米复合材料 复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分,近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。在纳米聚合物基复合材料方面,主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体,分散水平达到纳米级,得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。我们制备的纳米蒙脱土/PA6复合材料中,纳米蒙脱土的层间距为1.96nm,处于国内同类材料的领先水平(中国科学院为1.5~1.7nm),蒙脱土复合到尼龙基体中后完全剥离成为厚度1~1.5nm的纳米微粒,其复合材料的耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常优秀,此材料已经实现了产业化;正在开发的纳米TiO2/聚丙烯复合材料具有优良的抗菌效果,纳米TiO2粉体在聚丙烯中分散达到60nm以下,此项技术正在申报发明专利。由于纳米聚合物复合材料的成型工艺不同于普通的聚合物,本方向还积极开展新的成型方法研究,以促进纳米复合材料产业化的进行。碳纳米管是上个世纪九十年代初发现的一种新型的碳团簇类纤维材料,具有许多特别优秀的性能。我们在碳纳米管取得的研究成果主要包括:1)大规模生产多壁碳纳米管的技术,生产出的碳纳米管的质量处于世界先进水平,生产成本也很低,为碳纳米管的工业应用创造了条件。2)开发了制造碳纳米管为电极材料的双电层大容量电容器的技术。3)开发了制造具有软基底定向碳纳米管膜的技术。钨铜复合材料具有良好的导电导热性、低的热膨胀系数而被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。采用纳米粉末制备的纳米钨铜复合材料具有非常优越的物理力学性能,我们采用国际前沿的金属复合盐溶液雾化干燥还原技术成功制备了纳米钨铜复合粉体和纳米氮化钨-铜复合粉体,目前正在加紧其产业化应用研究。 功能复合材料 功能复合材料是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料。如:导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能。统称为功能复合材料。功能复合材料主要由功能体和增强体及基体组成。功能体可由一种或以上功能材料组成。多元功能体的复合材料可以具有多种功能。同时,还有可能由于复合效应而产生新的功能。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。 塑木复合材料 塑木是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等低值生物质纤维为主原料,与塑料合成的一种复合材料。它

聚合物合成工艺学作业

1.1.用方块图表示高分子合成材料的生产过程用方块图表示高分子合成材料的生产过程用方块图表示高分子合成材料的生产过程,,说明每一步骤的主要特点及意义。 2.2.如何评价生产工艺合理及先进性。 如何评价生产工艺合理及先进性。3.3.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些? 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?4.4.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 简述石油裂解制烯烃的工艺过程。5.5.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体? 如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?6.6.如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。 第三章思考题 1.1.简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。 简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。3.3.在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量, ,举例说明常用的分子量调节剂。 5.5.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例,以及它们的作用机自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例,以及它们的作用机理。 7.7.自由基溶液聚合生产中溶剂聚合反应的影响。 自由基溶液聚合生产中溶剂聚合反应的影响。8.自由基乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明,并简述不同乳化剂的稳定性作用原理。

1.简述阴离子聚合、阳离子聚合的工业应用。 2.什么是Ziegler-Natta催化剂,它的组成如何。 3.复习配位聚合生产工艺。 第五章思考题 比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工艺特点。 1.1.比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工艺特点。 线型缩聚反应的终点如何控制? 2.2.线型缩聚反应的终点如何控制? 在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量? 3.3.在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量? 第六章思考题 ,对比聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法及两步法两种, 1.聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法及两步法两种 两种方法的特点,,并说明为什么一步法是目前的主要生产 两种方法的特点 方法。 2.由聚氨酯橡胶结构与物性的关系出发考虑如何合成性能 优异的聚氨酯橡胶? 3.聚氨酯的定义和反应通式。 4.从分子结构进行分析说明为什么异氰酸酯具有很高的反 应活性。 5.分别举例说明合成聚氨酯的原料异氰酸酯、多羟基化合 物、扩链剂、催化剂的类型。 6.从大分子结构方面阐述聚氨酯为什么会有广泛的应用和

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