木塑复合材料以及用料配方(二)
二、添加剂
因为木粉有较强的吸水性,且极性很强,而热塑性塑料大多为非极性的,有着疏水性,因此二者之间相容性比较差,界面粘结力较小,需要采用适度的添加剂来改性聚合物和木粉表面,以提升木粉与树脂之间的界面亲和力。并且,高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果不好,常以某种聚集状态形式存在,造成熔体流动性差,挤出成型加工困难,需添加表面处理剂来提升流动性以便于挤出成型。另外,塑料基体同样需要加入各种助剂来改进加工性能以及成品的使用性能,提升木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。常见的添加剂包含以下几大类:
1、偶联剂可以使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合;另外能够降低木粉的吸水性,提升木粉与塑料的相容性及分散性,因此复合材料的力学性能明显增强。常见的偶联剂主要包括: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)。通常偶联剂的添加量为木粉添加量的1wt%^8wt%如硅烷偶联剂能提高塑料与木粉的粘结力,改进木粉的分散性,减少吸水性,如果用碱性处理木粉只能改进木粉的分散性,不可以改进木粉的吸水性及其与塑料的粘结性。值得注意的是马来酸盐偶联剂与硬脂酸盐润滑剂会出现相斥的反应,同时使用中造成产品的质量和产量降低。
2、增塑剂对于部分玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂如硬度PVC与木粉完成复合时加工困难,经常需要加入增塑剂来改进加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性二种基因,高温剪切作用下,它能够进入聚合物分子链中,利用极性基因互相吸引形成均匀稳定体系,而它比较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引,从而使得加工易于完成。在木塑复合材料中常会要加入的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯,DOS等。比如PVC木粉复合材料中,添加增塑剂DOP 能够降低加工温度,减少木粉分解和发烟,改进随着增剂DOP含量的增加,复合材料的拉伸强度降低而断裂伸长率增加。