麻烦看官老爷们右上角点击一下“关注”，既方便您进行讨论和分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持!文|万古宵凌编辑|万古宵凌热氧化稳定性和易燃性是木材/聚丙烯复合材料在实际应用中面临的重要问题。
随着人们对环境友好材料的需求不断增加，木材/聚丙烯复合材料作为一种具有良好力学性能和可持续性的材料逐渐受到关注。
由于其组分中含有木材成分，木材/聚丙烯复合材料在高温环境下容易发生热氧化反应，导致材料性能的降低和安全隐患的产生。
由于木材的易燃性，木材/聚丙烯复合材料也存在着火灾风险。
因此，木材/聚丙烯复合材料的热氧化稳定性和易燃性。
木质纤维素的聚合物组合物对这些材料的兴趣源于可再生纤维素纤维作为塑料填料的特性。
生产复合材料的关键问题是聚合物基质与木质纤维素填料之间的间相粘附性差,这表明填料在聚合物基质中的聚集性和分散性差,以及产品的力学性能恶化。
因此一直在寻找对这些成分进行化学或物理修改的方法。
所使用的改性剂包括酸氢化物、苯基氯化物、碱溶液、己二醇二丙烯酸酯、羟基甲基丙烯酸酯、二异氰酸酯和硅烷,并负责改善复合材料的力学性能和尺寸稳定性。
接枝共聚物的特点是增加了耐化学性和更高的热稳定性。
另一个旨在改善附着力的程序是在等离子体存在下使用亲水修饰剂使疏水聚丙烯发生功能化。
填料的修改也是改变其成核能力导致填料和聚合物基质之间的相互作用改变的原因。
填料的化学修饰会降低其成核能力,而根据其他人的说法,它导致填料成核能力的提高。
木质纤维素填料成核能力测定中的一个重要问题是天然填料中纤维素的多态性。
应予补充的是,在氢氧化钠的处理下,形成了另一种多态性纤维素(纤维素II)。
这就是为什么导致纤维素多态形态出现的丝光化过程值得密切分析的原因。
复合材料的热氧化稳定性的综合分析在热塑性聚合物中有效使用木质颗粒作为填充物或增强物需要对复合材料的稳定性有一个基本的理解。
大多数木质纤维素填料的降解温度较低(~200℃),这使其不适合用加工温度高于200℃的热塑性塑料进行加工。
纤维素和木质素等木材成分的分解会在复合材料内产生空隙,导致机械性能下降。
一般而言,为了估计复合材料的热氧化稳定性,有必要考虑氧化诱导时间。
伊得T值取决于诸如聚合物的密度、温度、物理和化学性质、纤维素填料的类型和数量等因素。
然而使用同样的木质纤维素成分将带来不同的结果。
木质纤维素材料在等温条件下不影响复合材料的氧化热稳定性。
此外,木质纤维素填料的增容过程对热稳定性没有影响,甚至没有负面影响。
递交的由于马来化聚丙烯的稳定性较低,共混的枣棕榈纤维/聚丙烯复合材料一般不稳定。
化聚丙烯在加工过程中加速降解,并使PP复合材料的性能恶化。
另外醋酸酐对菜籽稻草进行改性后,使复合材料的热稳定性下降,对复合材料的热稳定性产生了负面影响。
然而还没有证实木质纤维素成分和增容工艺在复合材料热氧化稳定性中的负面作用。
这些作者注意到完全不同的结果。
注意到木纤维比纯PP增加复合材料氧化的所需时间。
另外表明,当PP-G-MMA共混剂加入聚丙烯/COir复合材料时,内翻温度和初始分解温度均有上升。
这是一个迹象,PP-G-MA可能作为抗氧化和热保护屏障的纤维。
此外研究了聚乙烯/纤维素复合材料的热降解,发现在加工过程中氧化会增强聚合物和纤维素纤维之间的粘附。
木质纤维素填料/聚丙烯复合材料的易燃性很少受到重视。
研究了聚乙烯树脂对木聚合物复合材料阻燃性能的影响。
发现氢氧化镁能有效降低天然纤维化聚丙烯复合材料的易燃性。
研究了聚磷酸铵对木纤维/聚丙烯复合材料阻燃性能的影响。
注意到剑麻纤维复合材料的燃烧速率比聚丙烯基质低。
此外,与不相容复合材料相比,与MAO-G-PP配伍的剑麻/PP复合材料的燃烧速率进一步降低。
在填充处理纤维的复合材料中,用硅烷化合物/PP复合材料修饰的剑麻纤维燃烧率最低。
聚合丙烯烃之间的熔体流动指数差异对复合材料的易燃特性有很大影响。
具有较高分子量的聚丙烯复合材料具有较长的点火时间、较低的热释放率和较长的总燃烧时间。
在目前的工作中,这项研究是在两个方面进行的：第一个问题是木质纤维素组分的改性对木材/PP复合材料热氧化稳定性的影响。
迄今为止,有关木质纤维素填充物化学改性作用下的内窥镜变异性的定量结果还没有在文献中得到介绍。
第二个方向是关于木材填料的化学处理对复合材料易燃性的影响。
需要强调的是,木质纤维素材料和聚合物复合材料生产工艺的合理设计需要分析木质纤维素填料/聚合物复合材料的热氧化稳定性和易燃性等问题。
此外,对这些参数的良好了解可导致对复合材料使用适当的稳定系统,从而延长使用寿命。
木材-聚丙烯复合材料的制备所有的复合材料样品都是由法易斯单螺杆挤出机制备的。
它的螺杆直径为25毫米,长度与直径之比L/D=25。
螺杆转速固定在25-30转,而圆柱体温度从料斗到模具选为140、180、195和190℃。
挤压液随后被制成颗粒,在真空下干燥,在80℃24小时,以去除任何残余水。
得到的产品含有50%的松木。
在第二阶段,采用压缩成型法制备了用于和易燃性调查的样品。
从挤出过程中获得的颗粒进行了压缩成型,以获得板材(尺寸100x100x4毫米)。
压缩模塑条件如下:4巴以下,在190℃时5分钟,以消除其热历史的影响,在10℃时在压力(4巴)下冷却到60℃ −1 .在DSC821量热计中进行了DSC测量。
这一分析是根据第3895-07号行政指示所述的条件进行的。
未发现样品锅(约15毫克)和DSC烤箱中的空参考锅以20KK的加热速率加热 −1 在200℃的温度下确定了伊的T值。
当温度达到200℃时,样品保持3分钟。
然后第一次将样品放在氮气净化下等温步3分钟,从氮气转换为氧气净化(按时间表示) t 1 )。
应在等温条件下保持样品的氧净化,直到得到明显的氧化放热反应。
一旦有明显的放热发生,实验就可以终止。
氧化信号的发生与时间一致 t 2 .它的值可以确定为 t 1 和 t 2 ,也就是说,在基线稳定后的时间和与放热峰开始相应的开始时间之间的差别。
氮和氧的流动被调整到50毫升 −1 在整个测量过程中。
根据ISO5660-1标准程序(锥量热计)进行了易燃性试验。
所有尺寸为100×100×4毫米的试样水平暴露在35千瓦米的外部热流中。
通过锥量热计试验,获得了持续点火时间、峰值热释放率等几个参数。
总热量释放,质量损失率,燃烧热,特定绝灭区(海),CO和CO 2 产量。
一个有趣的问题是检查化学改性木材对复合材料在熔体状态下的热氧化稳定性的影响。
根据图计算氧化诱导时间。
在此技术中,较高的抗氧化性提供了较高的表观值。
从无花果图可以观察到。
聚丙烯基相比,松木减少了复合材料氧化的所需时间。
可以看到,未经处理的木材/PP复合材料的表观时间为3.69分钟。
相对于聚合物基质,夸鲁阿纤维不会影响复合材料的氧化热稳定性。
然而发现菜籽稻草/PP复合材料比纯聚丙烯材料显示低得多。
这种现象的原因可能是木材提供的复合材料中极性群(-OH)的增加,这可能导致纤维素分解过程中的副反应。
氧的存在是加工过程中促进降解的另一个主要因素,而聚丙烯基质在加工过程中特别容易受到氧化降解的影响,因为只有碳-碳链键存在。
有趣的是,碱处理使复合材料的表观时间减少到2.94分钟。
对这一事实的一种解释是,木材的碱性化导致木质纤维素填料的粗糙度增加,因为去除了许多低分子成分和纤维纤维的颤动。
此外碱对木质纤维素材料的影响是一种肿胀反应,在此过程中纤维素的自然结晶结构松弛。
因此木材中的羟基很容易获得。
结果表明,纤维素填料加入复合材料后,自由基的形成增加,分解过程加快。
一般来说,丝光化的有益作用不仅是去除木质纤维素填料表面的脂肪和杂质,也是去除木质素和半纤维素。
木质素因其结构而被研究为抗氧化剂。
木质素的高热稳定性是由于存在由芳烃基组成的复合苯丙基单位。
格里高洛娃等人。
在聚丙烯中加入木质素,可提高抗氧化效率。
另外,贝蒂尼等人。
聚丙烯/芯复合材料中加入木质素会导致初始热分解温度和氧化诱导时间的增加。
有鉴于此并在此基础上,可以认为木质木质素的含量与复合材料的热氧化稳定性密切相关。
另一方面,木质素(经丝光处理后)的减少会导致氧化诱导时间的缩短。
另一个解释可能是纤维素的多态性。
用碱性化学品处理木质纤维素材料会使纤维素I转化为纤维素II,并导致纤维素的脱结晶。
木材的丝光化导致其成核能力下降,并阻止了跨晶层的形成。
根据这些作者的观点,通过结晶是聚丙烯和纤维素在分子水平上相互作用的结果。
跨晶结构的存在对复合材料获得所需的性能至关重要弱相间相互作用(缺乏跨晶结构)是造成复合材料出现裂纹和分层的原因使复合材料加速氧化。
此外指出,经过碱性处理后棉花的结晶度较低,可使纤维素聚合物更容易降解。
发现未经处理的木材的结晶度是59%,而未处理的木材的结晶度只有45%。
本研究表明,碱性处理的效果是降低了VIT值,从而降低了金属化木材/PP复合材料的热氧化稳定性。
未预料到的是,酯化木/PP复合材料比未经处理的木/PP和金属化木/PP复合材料显示出更高的数值。
酯化反应在提高复合材料氧化稳定性中起着重要作用。
)。
与无相容材料相比,与马来酸酐接枝聚乙烯配伍的夸鲁阿纤维/聚乙烯复合材料的稳定性较低。
另外研究表明,醋酸酐对菜籽稻草的改性使复合材料的热稳定性降低且降低。
这种复合材料的热氧化稳定性的改善有可能是马来酸酐改性木材的更大疏水性的结果。
含有较低羟基的木材的复合材料对热破坏过程的抵抗力更强。
需要强调的是,木材酯化是改善改性填料与聚合物基质之间的间期粘附的重要因素。
因此,间期的额外相互作用可能会增加对热氧化反应的抵抗力。
通过对木材/聚丙烯复合材料的热氧化稳定性和易燃性进行深入研究，可以为该材料的实际应用提供科学依据和技术支持。
同时也可以为开发更安全、可靠的木材/聚丙烯复合材料提供新的思路和方法。
结果对于促进木材/聚丙烯复合材料的可持续发展和推动环境友好材料的应用具有重要的理论和实践意义。