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【力美新材料】植物纖維/PE塑木復(fù)合材料耐海水腐蝕性能

作者: 編輯: 來(lái)源: 發(fā)布日期: 2019.01.04
信息摘要:
廣東力美新材料科技有限公司是一家集高性能工程塑料研發(fā)、制造及銷售于一體的國(guó)家高新科技企業(yè),公司從事生物基材料,谷物纖維復(fù)合新材料,竹纖維復(fù)合…


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廣東力美新材料科技有限公司是一家集高性能工程塑料研發(fā)、制造及銷售于一體的國(guó)家高新科技企業(yè),公司從事生物基材料,谷物纖維復(fù)合新材料,竹纖維復(fù)合新材料,木纖維復(fù)合新材料,茶纖維復(fù)合新材料,咖啡渣纖維復(fù)合新材料,功能母粒的最終開發(fā)解決方案。


塑木復(fù)合材料是由植物纖維和熱塑性塑料制備,因其兼具木材和塑料的優(yōu)點(diǎn),易于成型,尺寸穩(wěn)定,故被廣泛用于鋪板、棧道、護(hù)欄和屋面等戶外建筑領(lǐng)域。各種戶外環(huán)境,如光照、 溫濕、凍融和菌蝕等均會(huì)影響塑木復(fù)合材料服役性能,塑木復(fù)合材料在上述使用環(huán)境下的服役性能也多被考察。相關(guān)研究表明,水環(huán)境是決定塑木復(fù)合材料耐用與否的關(guān)鍵,但塑木復(fù)合材料服役性能的考察尚較少考慮海水腐蝕的影響。有科研人員考察了模擬海水和酸雨交替腐蝕下高粱秸稈 / 聚氯乙烯( PVC )復(fù)合材料的緩蝕及磨損行為。研究表明,酸雨溫度和 pH 值,以及海水溫度和鹽度均可顯著劣化高粱秸稈 /PVC 復(fù)合材料的耐磨性,同時(shí),減少纖維同模擬海水和酸雨的接觸是強(qiáng)化高粱秸稈 /PVC 復(fù)合材料服役性能的關(guān)鍵。

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據(jù)介紹,模擬海水腐蝕前,四種 HDPE  基塑木復(fù)合材料兩相結(jié)合質(zhì)量最佳的是桉木/HDPE  復(fù)合材料,最差的是楊木 /HDPE  復(fù)合材料,竹粉和稻殼 /HDPE  復(fù)合材料介于兩者之間。桉木 /HDPE  復(fù)合材料拉伸斷面處無(wú)明顯裂隙和孔洞缺陷,桉木纖維和  HDPE  基體兩相界面模糊,部分桉木纖維表面存在些許絲狀物。楊木 /HDPE  復(fù)合材料拉伸斷面處楊木纖維呈團(tuán)聚狀裸露在外,有楊木纖維從  HDPE  基體中拔出形成的孔洞缺陷。竹粉和稻殼 /HDPE  復(fù)合材料拉伸斷面處均存在細(xì)小裂隙。

四種植物纖維/HDPE  復(fù)合材料力學(xué)性能。模擬海水腐蝕導(dǎo)致四種  HDPE  基塑木復(fù)合材料力學(xué)性能下降,且腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),力學(xué)性能降幅越大,原因是模擬海水對(duì)四種  HDPE  基塑木復(fù)合材料均產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕破壞,形成的裂隙和孔洞缺陷除可限制基體對(duì)纖維的應(yīng)力傳遞,更易積聚應(yīng)力,觸發(fā)應(yīng)力破壞。此外,模擬海水對(duì)植物纖維的纖維素網(wǎng)絡(luò)起“增塑劑”作用,這導(dǎo)致了纖維素分子的更自由移動(dòng),破壞了纖維素結(jié)構(gòu)的抗變形能力。模擬海水腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),裂隙和孔洞缺陷越多,兩相結(jié)合質(zhì)量和纖維剛性越差,力學(xué)性能下降越明顯。

另外,隨著模擬海水腐蝕時(shí)間增加,四種HDPE  基塑木復(fù)合材料 ΔE* 值均呈上升趨勢(shì),原

因是纖維所含水溶性色素的隨水溶出難度取決于基體對(duì)纖維的包覆程度,而模擬海水腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),則基體對(duì)纖維的包覆缺陷(裂隙和孔洞)越多,水分也就越易接觸更多纖維并溶出更多水溶性色素,秸稈纖維/PVC  復(fù)合材料在模擬酸雨腐蝕下的磨損行為時(shí)得出相似結(jié)論。

1 )四種植物纖維/ 高密度聚乙烯( HDPE )復(fù)合材料模擬海水腐蝕下的兩相結(jié)合質(zhì)量均發(fā)生劣化,纖維暴露加重,裂隙和孔洞缺陷增多,模擬海水腐蝕前后兩相結(jié)合質(zhì)量最佳的是桉木 /HDPE  復(fù)合材料,最差的是楊木 /HDPE  復(fù)合材料。

2 )模擬海水腐蝕導(dǎo)致四種植物纖維/HDPE  復(fù)合材料力學(xué)性能下降,且腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),力學(xué)降低幅度越大,模擬海水腐蝕前后力學(xué)性能最佳的是桉木 /HDPE  復(fù)合材料,最差的是楊木 /HDPE  復(fù)合材料。

3 )模擬海水腐蝕導(dǎo)致四種植物纖維/HDPE  復(fù)合材料發(fā)生表觀褪色,桉木、楊木和稻殼 /HDPE 復(fù)合材料向白、黃、綠三色轉(zhuǎn)變,竹粉 /HDPE  復(fù)合材料向白、藍(lán)、綠三色轉(zhuǎn)變,模擬海水腐蝕后色差變化最低的是桉木 /HDPE  復(fù)合材料,最高的是楊木 /HDPE  復(fù)合材料。

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