Come riempitivo organico per le materie plastiche, la farina di legno ha molte proprietà eccellenti che altri riempitivi inorganici non possono eguagliare; ha un'ampia gamma di fonti, un prezzo basso, una bassa densità, un buon isolamento e una minore usura delle attrezzature di lavorazione.
Tuttavia, non è stato ampiamente utilizzato come i riempitivi inorganici, soprattutto a causa della scarsa compatibilità con la resina della matrice, dello scarso effetto di dispersione nei materiali termoplastici fusi, della scarsa fluidità e della difficoltà nello stampaggio per estrusione.
Poiché il componente principale della farina di legno è la cellulosa, che contiene un gran numero di gruppi idrossilici, questi gruppi idrossilici formano legami idrogeno intermolecolari o legami idrogeno intramolecolari, rendendo la farina di legno assorbente all'acqua, con un tasso di assorbimento dell'umidità compreso tra 8% e 12%, ed estremamente resistente; mentre la maggior parte dei materiali termoplastici non sono polari e idrofobici, quindi la compatibilità tra i due è scarsa e la forza di legame all'interfaccia è molto ridotta.
Pertanto, è necessario ottenere materiali compositi plastica-legno con prestazioni e condizioni eccellenti.
La prima cosa da risolvere è il problema della compatibilità dei materiali. Il problema della compatibilità si risolve principalmente con l'aggiunta di vari modificatori.
Perché le prestazioni del materiale composito migliorano dopo l'uso di vari modificatori? Quali cambiamenti si sono verificati all'interfaccia tra la resina della matrice non polare e la farina di legno polare a causa dell'uso dei modificatori?
Cerchiamo di dare una risposta a questa domanda analizzando le immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) della frattura da impatto del materiale composito. Sono stati selezionati i materiali compositi ottenuti mescolando direttamente la farina di legno (60 mesh) con l'HDPE senza utilizzare alcun modificatore e i materiali compositi preparati trattando la farina di legno con l'agente di accoppiamento silano 1.5%; 6 parti di compositi modificati PE-g- MAH e EVA-g-MAH sono stati sottoposti all'analisi della morfologia della frattura da impatto.
L'immagine mostra la morfologia della frattura da impatto a temperatura normale del materiale composito HDPE/polvere di legno.l
(Nota: a è non modificato; b è agente di accoppiamento silanico; c è modifica PE-g-MAH; d è modifica EVA-g-MAH)
Come mostrato in figura: Dalle foto a-1 e a-2, si nota chiaramente che l'interfaccia tra il materiale composito HDPE e la farina di legno senza alcun modificatore è molto liscia e ordinata dopo il distacco, il che dimostra che l'interfaccia tra la farina di legno e l'HDPE a due fasi La compatibilità è molto scarsa e l'adesione dell'interfaccia tra i due è molto piccola. Pertanto, quando il materiale è sottoposto a una forza esterna, lo strato di interfaccia non può formare una trasmissione efficace della forza e la polvere di legno e la resina della matrice si staccano facilmente.
Dalle foto b-1 e b-2, si può notare che la morfologia della frattura da impatto del materiale composito preparato dopo l'uso dell'agente di accoppiamento silano 1.5% per trattare la farina di legno è cambiata notevolmente, e la superficie non è più come quella precedente non modificata Così liscia, ci sono molte sostanze fibrose attaccate alla superficie. Ciò è dovuto alla deformazione della resina della matrice durante il processo di frattura, il che indica la formazione di un efficace strato interfacciale tra la polvere di legno modificata dall'agente di accoppiamento e l'HDPE, che migliora il legame interfacciale tra la polvere di legno e la matrice HDPE. È necessaria una forte forza per distruggere l'interfaccia tra la farina di legno e l'HDPE.
Le foto c-1 e c-2 mostrano la morfologia della frattura da impatto dei compositi legno-plastica preparati utilizzando 6 parti di PE-g-MAH come compatibilizzante, e la superficie non è liscia e piatta come prima dell'aggiunta. Ciò indica che l'uso di PE-g-MAH ha anche aumentato la compatibilità dell'interfaccia del composito e migliorato l'affinità tra l'HDPE e la superficie della farina di legno.
Le foto d-1 e d-2 rappresentano la morfologia della frattura da impatto dei materiali compositi preparati aggiungendo 6 parti di EVA-g-MAH come compatibilizzante. Si può notare che alcune sostanze fibrose allungate sono apparse sulla superficie di frattura dopo la frattura, il legno La cavità lasciata dalla polvere e dalla resina della matrice si è deformata in modo evidente. Ciò è dovuto all'uso di EVA-g-MAH per migliorare la compatibilità interfacciale dei compositi. La polvere di legno e la resina della matrice si staccano sotto l'azione della forza esterna, provocando la deformazione della resina della matrice. Dopo l'analisi e l'osservazione di cui sopra, si può concludere che la polvere di legno trattata con un agente accoppiante o l'uso di un compatibilizzante possono migliorare efficacemente la compatibilità tra la polvere di legno e l'interfaccia HDPE, migliorare l'adesione all'interfaccia e quindi migliorare le prestazioni del materiale composito. migliorato.
