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塑木复合材料功能化改性的前景

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-18   浏览次数:646
核心提示:塑木复合材料解决了废弃木质纤维材料综合利用率低及处理废弃木质纤维材料带来的环境污染等问题,有效缓解了木材供给紧张与日益增长的社会需求间的矛盾。同时,塑木解决了废旧塑料引发的“白色污染”等重大环境问题,是废弃木质纤维和废旧塑料再生利用的一个趋势,已成为当今木材和塑料加工利用领域的研究热点之一。由于性能优异,塑木被广泛应用于建筑材料、工业材料、包装及运输业、室内装饰材料和文化体育等领域。

塑木复合材料解决了废弃木质纤维材料综合利用率低及处理废弃木质纤维材料带来的环境污染等问题,有效缓解了木材供给紧张与日益增长的社会需求间的矛盾。同时,塑木解决了废旧塑料引发的“白色污染”等重大环境问题,是废弃木质纤维和废旧塑料再生利用的一个趋势,已成为当今木材和塑料加工利用领域的研究热点之一。由于性能优异,塑木被广泛应用于建筑材料、工业材料、包装及运输业、室内装饰材料和文化体育等领域。


然而,塑木中的木质材料和塑料都是易燃物质,燃烧产生的烟易造成人员伤亡。自然条件下塑木 容易遭受环境的破坏,显著影响其耐久性能。同时,由于塑木中含有木质材料,使用过程中容易滋生细菌,导致材料变质而影响其使用,甚至会危害人体健康。以上缺陷降低了塑木 的性能,严重影响其使用范围和使用寿命。如果赋予塑木阻燃抑烟性能、耐老化耐候性能及抗菌性能,就可以消除该类环保材料因易燃而引发的安全隐患,改善其因紫外老化导致的颜色变化及力学性能下降,提高其抑菌和灭菌的功能。因此,改善塑木的阻燃抑烟、耐老化耐候及抗菌等性能成为近年来塑木功能化改性的研究热点之一。

阻燃抑烟改性是塑木领域的研究热点和难点。WPC的阻燃抑烟改性一般采用添加阻燃抑烟剂、对木质材料基体进行预处理及对塑木表面进行涂刷等方法。添加单一组分或复配阻燃抑 烟剂制备塑木,是实现塑木阻燃抑烟功能化最常用、最普遍的方法,因其操作简单,在塑木加工及应用方面具有极大的优势。在塑木制造过程中对木质材料基质的处理,多为提高塑木的面结合性能、力学性能和吸水性能,而对改善塑木阻燃抑烟性能的相关研究报道则较少。

使用防护涂层是塑木 阻燃抑烟功能改性的另一种方法,防护涂层主要包括阻燃高分子涂料、绝热涂料及膨胀涂料。阻燃高分子涂料包括有机阻燃剂和无机材料,涂刷厚度通常低于5mm,由于其具有高热稳定性能,能有效保护塑木不易被点燃、发生有焰燃烧或延迟复合材料的燃烧。

塑木的老化和气候破坏主要表现为使用过程中湿度、光线和温度对其颜色、物理性能及力学性能等造成的影响。一般通过添加耐老化耐候改性剂、对塑木主要成分基质进行处理及添加填充剂等方法赋予塑木耐老化耐候功能。塑木具有比木材更好的抗微生物性能,但由于其塑料基质没能完全将木质材料和添加的各种有机助剂封闭,因而容易遭受霉腐和真菌的侵袭和破坏。随着人们对抗菌材料的重视日益增加,抗菌材料的研究也越来越受到人们的关注。添加抗菌剂(一般分为杀菌剂和抑菌剂)、木质材料表面改性及塑木表面抗菌改性成为目前赋予塑木 抗菌功能的主要方法。

塑木的阻燃抑烟性能表征手段主要包括氧指数测定、水平垂直燃烧测定、锥形量热测定(CONE)和    析(TGA)等,此外,还使用傅里叶红外光谱分析(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热裂解-气相色谱质谱联用仪(PY-GC-MS)和 X射线光电子能谱分析(XPS)等作为辅助手段。

随着科技的迅猛发展,利用资源丰富的天然植物纤维和废旧植物纤维增强塑料是塑木一个持续增长的重要研究方向。塑木阻燃抑烟、耐老化耐候、抗菌等功能化改性对于拓宽塑木使用范围、提高塑木 安全使用性能与使用寿命具有重要意义。


 
 
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