如何提高木塑复合材料的使用寿命

时间：2022-05-06

影晌木塑复合材料的使用寿命本人认为与产品的吸水率、产品的耐候性、润滑剂的选择、工艺的选择等有关。

一：木塑复合材料的吸水性。
1 WPC吸水的原因
木塑复合材料的主要原料之一是农林废弃物，其主要成份为植物纤维。植物纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，其中纤维素含量多，纤维素大分子的重复单元每一个基环内含有3个羟基，使纤维素具有很高的吸水性。另外，纤维素是由结晶区和无定型区交错联结而成的二相体系，其中还有许多的空隙系统，这增强了纤维素的吸水性。半纤维素是由多糖基组成的一种聚合物，同样含有较多的羟基而易吸水，此外，半纤维素不能形成结晶区，水分子容易进入，吸水性比纤维素还要高。木质素也含有性基团，因此也具有一定的吸水性，但由于木质素的分子量很大，亲水性基团相对于纤维素较少，所以吸水率稍低。

木塑复合材料中填充有大量的植物纤维，不可避免地具有一定的吸水性。虽然木塑复合材料中的植物纤维已被塑料所包覆，而且在生产过程中植物纤维表面的部分羟基已与某些偶联剂或相容剂作用而酯化或醚化。因此，木塑复合材料的吸水率远低于木材的吸水率，早期人们对木塑复合材料的吸水性并不太重视。但是，近年来的一些研究表明，木塑复合材料长时间地浸水后的吸水率并不低，尤其是聚烯烃木塑复合材料主要是作为木材替代品用于户外建筑和户外装饰，长期暴露在自然环境中，加剧了木塑复合材料的吸水。

二： WPC吸水的危害
1、降低材料的力学性能
木塑复合材料吸收水分后导致其性能降低的原因是多方面的。吸收的水分子会显著降低了植物纤维的力学强度，而且，植物纤维会发生膨胀，并使周围的塑料基体产生微小裂纹，这些微小裂纹又加剧了木塑复合材料的吸水，使得应力传递效率大大降低，结果使木塑复合材料的力学强度降低、耐冻融性能变差。
木塑复合材料吸水后，进入木塑复合材料中的自由水可以与植物纤维产生分子间氢键，导致木/塑界面亲和性进一步降低，而且这些自由水还会溶解掉植物纤维中的某些可溶性物质，改变了木与塑界面相容情况，结果也降低了木塑复合材料的强度。
木塑材料吸水后会降低产品以下性能：拉伸强度，弯曲强度，冲击强度，模量。

2，致使材料变形
木塑复合材料吸水后还会发生显著变形。这是因为植物纤维吸水后膨胀对周围的塑料基体施加了作用力，在这一作用力下，塑料基体大分子链容易产生分子松弛蠕变，因而易导致木塑复合材料发生变形。由于吸水作用使植物纤维膨胀，还会使木塑复合材料的尺寸发生变化，加剧其变形。研究表明随着浸水时间的延长，木塑复合材料的厚度膨胀逐渐增加，而且膨胀的厚度与植物纤维含量直接相关。

3、导致材料霉变

木塑复合材料的真菌腐蚀问题。木塑复合材料由于填充了大量的植物纤维，虽然植物纤维被塑料包覆以及被偶联剂或相容剂所作用，因而没有纯植物纤维那么容易被霉腐真菌(霉菌以及木腐真菌)等感染，但吸水后达到一定潮湿的条件仍然可以为真菌提供良好的生存环境，造成木塑复合材料霉变，甚至腐烂，大大缩短其使用寿命。同时，霉变会使木塑复合材料表面产生肉眼可见的霉菌斑点，影响其美观。

文章来源：七真新材料

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