復(fù)合工藝對輕質(zhì)木塑復(fù)合材料性能的影響畢業(yè)論文

論文題目復(fù)合工藝對輕質(zhì)木塑復(fù)合材料性能的影響學(xué)院材料工程學(xué)院專業(yè)年級材料科學(xué)與工程20XX級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師、職稱XXX教授20XX年XX月XX日INFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONPROPERTIESOFLIGHTWEIGHTWOODPLASTICCOMPOSITESMATERIALSCOLLEGEMATERIALENGINEERINGCOLLEGESPECIALTYANDGRADEMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING，20XXNUMBERNAMEADVISORPROFESSORXXXSUBMITTEDTIMEXXXX，20XX目錄摘要1關(guān)鍵詞1ABSTRACT2KEYWORDS21引言311國內(nèi)外研究現(xiàn)狀312研究內(nèi)容及意義42試驗原料與試驗方法421試驗原料4211材料4212儀器422試驗方法5221確定復(fù)合工藝因子因子5222試驗方案設(shè)計6223具體實驗步驟63結(jié)果與討論1031試驗結(jié)果10311復(fù)合工藝對內(nèi)結(jié)合強度的影響分析10312復(fù)合工藝的含水率的影響分析11313復(fù)合工藝對吸水厚度膨脹率的影響分析12314復(fù)合工藝對靜曲強度的影響分析134結(jié)論1441結(jié)論1442存在的問題與建議14參考文獻16致謝17摘要本文利用木纖維與聚苯乙烯制備復(fù)合材料，分析熱壓時間、熱壓溫度、塑料配比等工藝因子對復(fù)合材料性能的影響，確定制得最佳材料性能的復(fù)合工藝條件。結(jié)果表明，當溫度為140、熱壓時間為7MIN、塑木質(zhì)量比為03時，所得復(fù)合板的各項性能最佳。溫度較高時，木纖維降解加劇，塑料熔融，性能反而有所下降。熱壓時間過短時，木材發(fā)泡不充分，內(nèi)結(jié)合強度較差；木塑比為103時效果最好，內(nèi)結(jié)合強度低，吸水膨脹率高，塑料含量高時，靜曲強度低。通過極差分析得，本研究的最佳工藝條件為熱壓溫度為140，熱壓時間為7分鐘，木塑比為103。關(guān)鍵詞木纖維；可發(fā)性聚苯乙烯；復(fù)合工藝ABSTRACTTHEINFLUENCEOFTHEPROCESSFACTORSONTHEPHYSICALPROPERTIESOFWOODPLASTICCOMPOSITESWASINVESTIGATEDPOLYSTYRENEANDXYLEMFIBERWEREUSEDASTHEMAINRAWMATERIAL,ANDTHEVARIOUSPROCESSFACTORSSUCHASDIFFERENTKINDSOFPLASTICS,THEMIXINGRATIOBETWEENTHEWOODMATERIALANDITSPLASTICCOUNTERPARTANDHOTPRESSINGTEMPERATURE，WEREEXAMINEDTHERESULTSSHOWTHATWHENTHETEMPERATUREIS140,HOTPRESSINGTIMEWAS7MIN,WPCMASSRATIOOF03,MADETHEBESTPERFORMANCEOFCOMPOSITEPANELSATEXTREMELYHIGHTEMPERATURETHEWOODFIBERMATERIALDEGRADESDRASTICALLYANDPLASTICMELTINGTHEMIXINGRATIOBETWEENWOODANDPLASTICSHASITSBESTPERFORMANCEATTENTOONEWOODPLASTICSRATIOINTERNALBONDSTRENGTHDECREASEANDHIGHWATEREXPANSIONWHENTHEWOODPLASTICRATIOISLOWERANDPROPERTIESOFMORAREWEAKENEDWHENITBECOMESHIGHERBASEDONBOTHOFTHEMAXIMUMDIFFERENCEANALYSIS,THETESTSHOWSTHEOPTIMUMCONDITIONSFORWOODPLASTICSCOMPOSITESTOBEAHOTPRESSINGTEMPERATUREOF190,AHOTPRESSINGTIMEOF7MINANDAWOODPLASTICRATIOOF103KEYWORDSXYLEMFIBER,EXPANDABLEPOLYSTYRENE,COMPOUNDTECHNOLOGY1引言木塑復(fù)合材料是當前木材科學(xué)與技術(shù)研究中十分重要的研究方向。該材料以木材為基本體,以塑料為功能體,通過不同的復(fù)合途徑形成木塑復(fù)合材料。由于它綜合了木材與塑料兩種材料的性能特點,因而具有非常廣泛的應(yīng)用前景。木塑符合材料具有比單獨的木質(zhì)材料或塑料產(chǎn)品更優(yōu)異的性質(zhì)，是木材的理想替代品，它的出現(xiàn)可以減少廢棄木材和塑料對城市環(huán)境的污染，也適應(yīng)現(xiàn)代材料復(fù)合化的發(fā)展規(guī)律。如何利用合適材質(zhì)的木材加工余物和合適的塑料作為基體來得到性能優(yōu)良的輕質(zhì)木塑復(fù)合材料成為這一領(lǐng)域研究的關(guān)鍵，而準確地確定各種影響復(fù)合性能的復(fù)合工藝因子則是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。本文我們選定了木纖維和可發(fā)泡性的聚苯乙烯作為原料進行復(fù)合，在復(fù)合過程中可能會影響復(fù)合材料性能的因子主要有復(fù)合添加劑（酚醛樹脂膠）、復(fù)合溫度、復(fù)合時間、原料配比，在試驗中我們利用正交試驗法確定達到最佳產(chǎn)品性能的復(fù)合工藝影響因子，通過對復(fù)合板力學(xué)性能、吸水能力等的測試結(jié)果進行直接分析、計算分析和綜合分析來確定各影響因子的最佳值。11國內(nèi)外研究現(xiàn)狀木塑復(fù)合材料是以木材為主要原料，經(jīng)過適當?shù)奶幚硎蛊渑c各種塑料通過不同的復(fù)合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料主要分為實木改性木塑復(fù)合材料和木質(zhì)纖維與塑料復(fù)合材料。前者的研究始于上世紀60年代，當時采用的方法是使各種塑料單體通過常壓或真空擒住的方式進入木材細胞強。然后用射線引發(fā)聚合，使塑料單體在木材細胞腔內(nèi)聚合形成成高分子材料。后者則是在上世紀70年代發(fā)展起來的新型復(fù)合技術(shù)，最初是將木粉作為一種填料加入到蘇來哦中用于改善制品的性能，降低塑料制品的價格。到了80年代，在拇指材料組員形態(tài)方面出木粉外，各種不同的組員形態(tài)如單板、大片刨花、細刨花、木纖維都以進入與塑料復(fù)合的范疇。在復(fù)合途徑和技術(shù)方面，出了傳統(tǒng)的塑料加工技術(shù)外，其他技術(shù)如無紡織、人造板加工等也都成為木塑復(fù)合材料復(fù)合的重要技術(shù)手段。為得到最佳的影響因子相關(guān)數(shù)據(jù)，國內(nèi)外木塑復(fù)合行業(yè)對木塑復(fù)合材料的影響因子做了大量的研究工作。研究工作。其研究的主要方法是利用正交法進行分析研究得出各種影響因子的最佳值。國內(nèi)在木塑復(fù)合工藝因子方面的研究成果主要有王正等選用2種人工林木材馬尾松與楊木和3種廢棄塑料聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯為原料,采用木材與塑料冷混熱壓工藝,通過正交試驗研究不同樹種、木材組元形態(tài)、補強劑、塑料種類、板材密度及不同木塑混合比等復(fù)合工藝因子對木塑復(fù)合材料性能的影響。郭文靜等選用線性低密度聚乙烯LLDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS為原料,以2種比率與木纖維復(fù)合,用熱壓法制備了3種木塑復(fù)合材料,分析了塑料種類對復(fù)合材料的物理力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明LLDPE與木纖維的復(fù)合性能最好,其復(fù)合材料的抗沖擊性好,但彎曲強度和彈性模量最低PS與木纖維的復(fù)合性最差,其復(fù)合材料抗沖擊性很差,但彎曲強度和彎曲彈性模量高木纖維與PP復(fù)合材料的綜合性能最佳。由此提出用LLDPE與PS共混改性制造木/塑復(fù)合材料的設(shè)想；畢克新等利用林木剩余物開發(fā)復(fù)合型木質(zhì)纖維保溫材料研究；國外在木塑復(fù)合方面的研究比較早。日本在木質(zhì)纖維與聚苯乙烯泡沫復(fù)合、刨花與硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯復(fù)合等方面的研究有較大進展美國林務(wù)局林產(chǎn)品研究所也使用鐵杉纖維與聚氨酯、聚苯乙烯等泡沫塑料復(fù)合,研制出一系列木質(zhì)纖維復(fù)合保溫材料,用于建筑、化工和電廠等領(lǐng)域的保溫。12研究內(nèi)容及意義本課題主要研究熱壓溫度、熱壓時間、原料配比等復(fù)合工藝對輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強度、吸水厚度膨脹率、含水率、靜曲強度等性能的影響，以此來確定木塑復(fù)合材料最佳的復(fù)合工藝。在對各個影響因子做分析時，本實驗采用正交設(shè)計法，通過計算所得實驗數(shù)據(jù)的均值和極差分析出最佳的實驗方案，并據(jù)此分析各個因素對各個性能的影響大小。通過本次實驗，研究出最佳的復(fù)合工藝，根據(jù)各個因子對性能影響的大小，有選擇性、有針對性地改善復(fù)合工藝，從而獲得性能更加優(yōu)異全面的產(chǎn)品，降低成本，提高生產(chǎn)效益。2試驗原料與試驗方法21試驗原料211材料木材木纖維，XX木業(yè)有限公司；塑料可發(fā)性聚苯乙烯，由XX化學(xué)工業(yè)股份有限公司提供添加劑酚醛樹脂膠，固含量為40；212儀器試驗的儀器設(shè)備參見表21。表21試驗設(shè)備TABLE21THEEQUIPMENTSUSEDINTHEEXPERIMENT儀器名稱型號/量程生產(chǎn)廠家電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG9623A型上海精密實驗設(shè)備有限公司臥室和面機SM15廣東南海濤力食品機械廠試驗熱壓機QD100上海人造板機器廠空壓機ZD12/8福建省泉州市力達機械有限公司22試驗方法221確定復(fù)合工藝因子因子本實驗的復(fù)合工藝因子主要有原料的配比、成型溫度、熱壓壓力、時間、膠黏劑等，著重選定成型溫度、施膠量、時間和原料配比進行實驗研究。熱壓溫度熱壓溫度的選擇主要是根據(jù)塑料的熔融溫度與木質(zhì)纖維的降解溫度而定，一般來說所選的熱壓溫度高于塑料的熔融溫度，低于材的降解溫度。本實驗選用（16030）。木纖維與聚苯乙烯的配比木塑復(fù)合板的最終密度取決于兩種原料的配比，本次實驗選取的木纖維與聚苯乙烯塑料的質(zhì)量比為101、102和103。其中實驗用到的木纖維其含水率為6。熱壓時間依據(jù)壓制板材厚度及達到板材目標密度傳熱速度，同時考慮塑料的流展，本實驗選取的熱壓為5MIN、6MIN、7MIN。膠黏劑其具體用量Z設(shè)定為纖維質(zhì)量X的12，在本次實驗中我們用到的膠是液態(tài)的酚醛樹脂膠，其固含量為40。此次實驗我們要復(fù)合的是輕質(zhì)的木塑復(fù)合板，要求其理論密度06G/CM，其長寬高分別為35CM、35CM、1CM。由此我們根據(jù)公式M（板）XYZ10353506/108式（1）其中X為纖維的計算用量，Y為可發(fā)性聚苯乙烯的質(zhì)量，Z為酚醛樹脂膠的用量以上為計算用量，其實際質(zhì)量木纖維XX（16）液態(tài)膠Z（X12）/40在確定了工藝因子之后，對每個工藝因子選取三個個水平（見表22）表22輕質(zhì)木塑復(fù)合板工藝因子水平TABLE22VARIABLEFACTORSANDLEVELSFORLIGHTWEIGHTWOODPLASTICCOMPOSITES水平因子123熱壓時間5MIN6MIN7MIN熱壓溫度140150160木纖維/聚苯乙烯101102103222試驗方案設(shè)計在基本復(fù)合條件選定之后，如何確定出輕質(zhì)木塑復(fù)合材料最佳復(fù)合工藝，將根據(jù)這些因子對復(fù)合材料性能影響的顯著性來檢驗確定。這里我們采用正交試驗法。因子及水品的設(shè)計見下表23。表23輕質(zhì)木塑復(fù)合材料的正交試驗設(shè)計TABLE23THEEXPERIMENTDESIGNOFTHELIGHTWEIGHTPLASTICWOODFIBERCOMPOSITES試驗號熱壓溫度/（A）塑料纖維（B）熱壓時間/MINMM1C空白11（140）1（01）15001212（02）26002313（03）3700342（150）123522316231273（160）1328321393321其他不變的因子如下熱壓壓力為1MPA，設(shè)計目標密度為06G/CM；板材厚度1CM，板材幅面35CM35CM。223實驗步驟（1）分別稱取定量的木纖維、可發(fā)性聚苯乙烯、酚醛樹脂膠，將木纖維放入攪拌機中進行攪拌，同時用噴槍往攪拌機中進行霧化噴膠施膠混勻，確保施膠的均勻。混勻后將噴完膠的木纖維放入模具中分均勻地添加可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，壓實，放入熱壓機進行加壓處理，一段時間后取出冷卻，加載固定。如此重復(fù)9次，得到9塊復(fù)合板，按序19編號備用。被測試板材在室溫條件下停放24H裁制性能測試試件。（2）將復(fù)合得到的19板進行切割，將每塊板切割成8個幅面為50MM50MM方形小塊和三個長方形小塊等，同時進行編號如11、12、13，以此類推，分裝備用。3含水率測定其原理是確定時間在干燥前后質(zhì)量之差與干燥后質(zhì)量之比。選取19號板中的地7、8號測試試件，用感量為001G的天平測定質(zhì)量M0并記錄。將稱完質(zhì)量的試件放入溫度設(shè)定為105的恒溫空氣對流干燥箱中烘干（恒定靈敏度1），并開始計時。3H之后取出試件立即置于干燥器內(nèi)，同時進行質(zhì)量測定M1，測完在放入烘干。第4、5、6小時重復(fù)之前步驟，記錄質(zhì)量M2、M3、M4，如此至前后測定質(zhì)量基本恒定（前后兩次稱量所得的含水率小于01），所得的最后質(zhì)量即視為干燥后的質(zhì)量M。結(jié)果表示試件的含水率按式（2）計算，精確至01。10MH40式中H試件的含水率，；M0試件干燥前的質(zhì)量，GM4試件干燥后的質(zhì)量，G。一張版的含水率是同一張板內(nèi)全部試件含水率的算術(shù)平均值，精確至01。（4）2H吸水厚度膨脹率測定其原理是確定試件吸水后厚度的增加量與吸水錢厚度之比。選取19號板的4、5、6號測試試件，用千分尺測量試件中心點厚度H1（見圖21，測量點在試件對角線的交點處，或取對角線上靠近中心點的一個點測量，做上標記）并記錄。圖21試件尺寸示意圖FIG21SCHEMATICDIAGRAMOFSPECIMENSIZE將試件浸于PH值為7士1,溫度為20士2的水槽中，試件垂直于水平面并保持水面高于試件上表面。2H之后取出試件，擦去表面附水，在原測量點測其厚度H2，測量工作在30MIN內(nèi)完成。結(jié)果表示試件的吸水厚度膨脹率按式（3）計算，精確至01。式中T吸水厚度膨脹率，；H1浸水前試件的厚度，MM；H2浸水后試件的厚度，MM。一張板的吸水厚度膨脹率是同一張板內(nèi)全部試件吸水厚度膨脹率的算術(shù)平均值，精確至01。（5）內(nèi)結(jié)合強度的測定確定垂直于試件表面的最大破壞拉力和試件面積之比。選取19號板中的13號測試試件，用游標卡尺在試件的長度、寬度中心線處測量每塊測試試件的長L和寬B，記錄數(shù)據(jù)。用聚乙酸乙烯醋乳膠或熱熔膠等膠粘劑，按圖22將試件和卡頭粘結(jié)在一起，并再次放置在（202）、相對濕度65士5條件下，待膠接牢固后進行檢測。圖22內(nèi)結(jié)合強度測定示意圖FIG22SCHEMATICDIAGRAMOFTHEINTERNALBONDSTRENGTHDETERMINATION測試時均勻地加載，從加荷開始在（6030）S內(nèi)使試件破壞，記下最大載荷值，精確至10N。結(jié)果表示試件內(nèi)結(jié)合強度按式（4）計算，精確至001MPA。式（4）BLPMAX式中試件內(nèi)結(jié)合強度，MPA；試件破壞時的最大載荷，N；MAXPL試件長度，MMB試件寬度，MM。（5）靜曲強度與彈性模量測定其原理是靜曲強度是確定試件在最大載荷作用時的彎矩和抗彎截面模量之比彈性模量是確定試件在材料的彈性極限范圍內(nèi)，載荷產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變之比。選取13號長條形測試試件，用游標卡尺和千分尺分別測量試件的寬度和厚度見41寬度在試件長邊中心處測量厚度在試件長邊中心距邊10MM處，每邊各測一點，計算時采用兩點算術(shù)平均值，精確至001MM，記錄數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)木材萬能力學(xué)實驗及的兩支座跨距為150MM，按下圖測量靜曲強度和彈性模量。其中加荷輥軸應(yīng)確保與支撐輥軸平行。試驗時加荷輥軸線與試件長軸中心線垂直，均勻加載，從加荷開始在60士30。內(nèi)使試件破壞，與此同時，測定試件中部加荷輥正下方撓度和相應(yīng)的載荷值，繪制載荷一撓度曲線圖。記下最大載荷值，精確至10N。圖23靜曲強度和彈性模量測試示意圖FIGURE23THESCHEMEOFMODULUSOFRUPTUREMEASUREMENT結(jié)果表示試件的靜曲強度按式43計算，精確至01MPA。B（3PMAXL）（2BH2）式中B試件的靜曲強度，MPA；PMAX試件破壞時最大載荷，N；L兩支座間距離，MM；B試件寬度，MM；H試件厚度，MM；3結(jié)果與討論31試驗結(jié)果311復(fù)合工藝對內(nèi)結(jié)合強度的影響分析表31復(fù)合工藝對內(nèi)結(jié)合強度的影響正交分析TABLE31ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONINTERNALBONDSTRENGTH試驗號熱壓溫度/熱壓時間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實驗結(jié)果/（MPA）實驗11（140）1（5）1（01）1015實驗212（6）2（02）2027實驗313（7）3（03）3034實驗42（150）123032實驗52231027實驗62312018實驗73（160）132037實驗83213032實驗93321043均值1025028022028均值2026029034027均值3037032033033極差012004012005復(fù)合工藝對內(nèi)結(jié)合強度的影響001020304123內(nèi)結(jié)合強度水平溫度時間質(zhì)量比根據(jù)實驗結(jié)果的極差分析，這三個因素中熱壓溫度對木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強度的影響最大，略大于木塑配比對實驗結(jié)果的影響，影響作用依次為熱壓溫度塑料纖維質(zhì)量比熱壓時間。根據(jù)正交設(shè)計分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A3B3C2,即熱壓溫度為160，熱壓時間為7MIN，塑料纖維質(zhì)量比為210，其內(nèi)結(jié)合強度為04266MPA。熱壓溫度對木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強度的影響由表31可看出熱壓溫度對板的內(nèi)結(jié)合強度應(yīng)先顯著，隨著熱壓溫度的升高，木塑復(fù)合板的內(nèi)結(jié)合強度逐步提高。這可能是因為溫度的提高更有利于塑料的發(fā)泡，使木纖維和塑料更好地復(fù)合，從而提高板的強度。塑料纖維配比對木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強度的影響由表31可看出隨著塑木比由01提高到02內(nèi)結(jié)合強度由0219MPA升高到0336MPA，當塑木質(zhì)量比繼續(xù)提高時內(nèi)結(jié)合強度略微下降，這可能是由于塑料含量增加時，與木材纖維的結(jié)合點增加造成的，當塑木質(zhì)量比繼續(xù)提高時由于發(fā)泡塑料的結(jié)合強度較低從而影響整體的強度，不過在這一配比范圍內(nèi)影響較小。熱壓時間對木塑復(fù)合板內(nèi)結(jié)合強度的影響由表31可看出熱壓時間對內(nèi)結(jié)合強度的影響不大，這可能是由于在熱壓時間達到5MIN鐘時，塑料的發(fā)泡已基本完成。312復(fù)合工藝的含水率的影響分析32不同復(fù)合工藝對含水率的影響TABLE32ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONWATERRATIO試驗號熱壓溫度/熱壓時間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實驗結(jié)果/實驗11（140）1（5）1（01）187實驗212（6）2（02）279實驗313（7）3（03）372實驗42（150）12381實驗5223171實驗6231281實驗73（160）13274實驗8321375實驗9332169均值179818176均值278757678均值373747276極差06070902根據(jù)實驗結(jié)果的極差分析，這三個因素中塑木質(zhì)量比對板的含水率影響最大，影響作用依次為塑木質(zhì)量比熱壓時間熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A3B3C2,即熱壓溫度為160，熱壓時間為7MIN，塑木質(zhì)量比為02。，在此條件下得到的復(fù)合板的含水率為69。塑木質(zhì)量比對板的含水率的影響由表34可知，隨著塑木質(zhì)量比的提高所得板的含水率呈下降趨勢。這是由于木纖維間隙被塑料分子更多地填充，且塑料具有疏水性，所以隨著塑料含量的增大，所得板的含水率就相應(yīng)地下降了。熱壓時間對復(fù)合板含水率的影響由表43可知，熱壓時間對復(fù)合板的含水率影響較為顯著。這是由于熱壓時間越長板內(nèi)的水分蒸發(fā)量越大。熱壓溫度對復(fù)合板含水率的影響由表43可知，熱壓溫度對復(fù)合板的含水率有一定的影響（略小于熱壓時間的影響），隨著熱壓溫度的升高，所得板的含水率下降了。這是由于溫度越高，水分的蒸發(fā)作用越顯著，從而所得板的含水率也相應(yīng)下降。313復(fù)合工藝對吸水厚度膨脹率的影響分析表33不同復(fù)合工藝對吸水膨脹率的影響TABLE33ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONWATEREXPANSION6668772747678882123水平板的含水率溫度時間質(zhì)量比試驗號熱壓溫度/熱壓時間/MIN塑料纖維質(zhì)量比空白實驗結(jié)果/實驗11（140）1（5）1（01）1177實驗212（6）2（02）275實驗313（7）3（03）321實驗42（150）12363實驗5223180實驗6231275實驗73（160）132109實驗8321374實驗9332194均值191116109117均值273767786均值392637053極差20533964根據(jù)試驗結(jié)果的極差分析結(jié)果得出，這三個因素中熱壓時間對輕質(zhì)木塑復(fù)合板的吸水膨脹率影響最大，影響作用依次為熱壓時間塑料纖維質(zhì)量比熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計分析結(jié)果，得出的輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳工藝為A2B3C3,即熱壓溫度為150，熱壓時間為7MIN，塑料纖維質(zhì)量比為03。熱壓時間對輕質(zhì)木塑復(fù)合板吸水膨脹率的影響由表33可看出，熱壓時間對復(fù)合板的吸水膨脹率有顯著的影響，隨著熱壓時間的增加，板的吸水膨脹率顯著下降，其原因初步分析可能為隨著熱壓時間的增加，聚苯乙烯的發(fā)泡越充分，與木纖維的結(jié)合越好，復(fù)合工藝對吸水膨脹率的影響02468101214123吸水膨脹率/水平溫度時間質(zhì)量比從而吸水膨脹率隨之變小。塑料纖維質(zhì)量比對輕質(zhì)木塑復(fù)合材料吸水膨脹率的影響由表33可看出，塑料纖維質(zhì)量比對板的吸水膨脹率有顯著影響，板的吸水膨脹率隨著塑料比例的增加而明顯降低。分析其原因為塑料含量增加時，進入木纖維細胞腔空隙部分的塑料分子增加，防水性能相應(yīng)的增加。熱壓溫度對輕質(zhì)木塑復(fù)合板吸水膨脹率的影響由表33可看出，熱壓溫度對復(fù)合板的吸水膨脹率有一定的影響，其結(jié)果呈先降后升變化，其原因可能為熱壓溫度在140時聚苯乙烯顆粒發(fā)泡程度不夠，粒徑較小從而導(dǎo)致木纖維間的空隙較大，而150時聚苯乙烯發(fā)泡達到粒徑最大程度，較好地填充了木纖維空隙，所以150條件下的吸水膨脹率小于140時吸水膨脹率。而當熱壓溫度升高到160時，聚苯乙烯顆粒熔融收縮，又使木纖維間的空隙變大，這樣所得到的板的吸水膨脹率也相應(yīng)地升高。314復(fù)合工藝對靜曲強度的影響分析表34不同復(fù)合工藝對靜曲強度的影響分析表TABLE34ORTHOGONALANALYSISOFINFLUENCEOFCOMPOUNDTECHNOLOGYONMOR試驗號熱壓溫度熱壓時間塑料纖維質(zhì)量比空白實驗結(jié)果/MPA實驗11（140）1（5）1（01）149實驗212（6）2（02）2199實驗313（7）3（03）3176實驗42（150）123174實驗52231180實驗62312101實驗73（160）132186實驗83213181實驗93321165均值1141136110131均值2152187179162均值3177147181177極差36507046復(fù)合工藝對靜曲強度的影響05101520123水平靜曲強度溫度時間質(zhì)量比根據(jù)試驗結(jié)果的極差分析得出，這三個因素對輕質(zhì)木塑復(fù)合板的靜曲強度影響最大的是塑料纖維質(zhì)量比，影響作用依次為塑料纖維質(zhì)量比熱壓時間熱壓溫度。根據(jù)正交設(shè)計分析結(jié)果，得出輕質(zhì)木塑復(fù)合板的最佳復(fù)合工藝為A1B2C2,即熱壓溫度為140，熱壓時間為6MIN，塑料纖維質(zhì)量比為02。按此最佳復(fù)合工藝制得的靜曲強度為199MPA。塑料纖維質(zhì)量比對輕質(zhì)木塑復(fù)合板靜曲強度的影響由表34可看出，塑木質(zhì)量比對板靜曲強度的影響非常大，當塑木質(zhì)量比由01升到03時板的靜曲強度呈先升后降規(guī)律。這主要是由于塑木質(zhì)量比為01時木塑的分、散性不夠好，而當塑木質(zhì)量比為02時木塑的分散性達到一個較佳值，所以此條件下的板的靜曲輕度比配比為01時的好，而當塑木質(zhì)量比為03時則由于塑料的含量偏高其自由強度不夠，整體效果上講復(fù)合板的靜曲強度就較塑木質(zhì)量比為02時的強度低。熱壓溫度對輕質(zhì)木塑復(fù)合板靜曲強度的影響由表34可知，溫度對板的靜曲強度有一定的影響。隨著溫度的升高，板的靜曲強度逐漸升高，但增幅變小，主要原因可能是由于在溫度升高的時候，聚苯乙烯發(fā)泡程度更好，與木纖維的結(jié)合也更好，但若溫度進一步升高，則會因為塑料的降解而再導(dǎo)致強度的降低。4結(jié)論41結(jié)論在研究制造輕質(zhì)木塑復(fù)合板的中，熱壓溫度、熱壓時間、塑木質(zhì)量配比等工藝因子均對復(fù)合板材的性能有不同程度的影響。在復(fù)合材料內(nèi)結(jié)合強度性能方面，木塑配比、熱壓溫度影響都非常顯著，而熱壓時間的影響較為不明顯；在復(fù)合材料含水率和吸水膨脹率方面，塑木質(zhì)量比、熱壓時間、熱壓溫度都有比較顯著的影響；在復(fù)合材料靜曲強度方面，熱壓時間和原料配比的影響都非常顯著，熱壓溫度的影響相較而言則較弱些。綜上所述，當采用正交設(shè)計中的試驗3A1B3C3即熱壓溫度采用140、熱壓時間為7MIN、塑料纖維質(zhì)量比為03時，板材的各項指標達到（或接近）最佳值。當木塑質(zhì)量比為103、時間為7MIN制成的板材性能較其他條件制成的好。42存在的問題與建議在此次復(fù)合工藝對輕質(zhì)木塑復(fù)合板影響的研究中存在以下幾個主要問題1由于條件限制，在進行木纖維和塑料進行混合時主要利用手工操作，導(dǎo)致混合不均勻，局部塑料過度或過少，在發(fā)泡后致使板的強度局部過高或過低；（2）在測板的含水率時，在取出測試板稱量時操作不夠迅速會導(dǎo)致吸水，影響試驗結(jié)果。所以在從烘箱取出稱量時，可先將待稱量板材立即置于干燥器中，再逐個取出進行稱量；（3）板在熱壓前在上下板上涂有石蠟，致使在壓出的板材上下表面附有一層石蠟層，由此影響吸水膨脹率的測量值。所以在涂石蠟防粘板