料与棉轩为原料,制造复合人造板的研究,旨在发掘废弃塑料的利用新径,同时用棉轩替代木材生产人造板,缓解我国木材短缺现状。
在前期棉轩/回收塑料复合板材制造工艺的研究中,笔者探讨了板材密度、棉轩形态、热压条件等工艺因素对板材性能的影响4.本试验在前期研究结果的基础之上,选用不同纯度和形态的废弃塑料,分别与棉轩刨花复合制成板材,并比较其性能,以考察废弃塑料对复合板材性能的影响,为利用棉轩开发新型复合板材提供依据。
1.1试验材料1)废弃塑料:从城市垃圾中分选得到,厚度约0.06mm,熔融温度129初步清洗后取样,由质材料的循环利用在一定程度上可减轻废弃物对环境的负担。废弃塑料由城市混合垃圾中分选而来,占城市垃圾总量的10%左右,不同于直接定向回收的塑料薄膜,具有杂质多、种类杂等特点,回收利用是个难题。随着木塑复合工艺的进步,利用废弃塑料与木质纤维材料制造木塑复合材料,已成为当今新型木质复合材料研究的热点。
我国有极为丰富的棉轩资源,相对于其他农作物秸轩,棉轩的木质化程度较高,其纤维形态及物理力学性能与木材较为接近。因此,笔者进行了以废弃塑基金项目:农业科技成果转化资金项目(2009GB24320468)。
生。
通讯作者:王正,男,中国林科院木材工业研究所研究员。
量差计算出塑料纯度为93%,进一步清洗至纯度为96%.用塑料粉碎机分别粉碎成两种直径的碎料,重均粒径分别约为3、lmm.同时,采用一种直接回收的、无杂质的聚乙烯塑料,作为对照试验材料。
2)棉轩刨花:棉杆采自山东省无棣县,采用双鼓轮环式刨片机,将棉轩段加工成长约5l5mm、宽约2mm的刨花,在100C条件下干燥至含水率<3%备用。
1.2仪器及设备管状加热鼓风干燥箱、双鼓轮环式刨片机、人造板试验热压机、万能力学试验机。
1.3试验方法1.3.1废弃塑料的影响试验将废弃塑料和棉轩原料按不同比例,在搅拌机中均匀混合,手工铺装成型,放入热压机中热压,再在冷压机中固化定型。
根据前期试验结果,本试验固定的制备板材工艺参数为:板材密度09g/cm3,规格280mmX280mmX12mm,热压温度180185C、时间40s/mm、压力45MPa;改变废弃塑料的形态及塑料纯度,以分析废弃塑料对复合板材性能的影响。
为评估废弃塑料中塑料纯度的影响,通过两种方法来进行对比试验。一种方法为清洗废弃塑料,使塑料纯度由93%提升至96%;另种方法则是增加废弃塑料在复合板材原料中的比例。试验设计列于表1.同一条件下重复9次制板试验。
表1废弃塑料的影响试验设计Tah试验试验因子号塑料重均粒径/mm n塑料纯度/%棉轩与塑料的质量比132板材性能测试17657-1999人造板及饰面人造板理化性能试验方法,检测复合板材的24h吸水厚度膨胀率(TS)、静曲强度(M0R)、弹性模量(M0E)、内结合强度(IB)等指标。
2试验结果与讨论采用不同形态与纯度的废弃塑料为原料,所制备塑料/棉轩复合板材的性能测试结果,如所示。
废弃塑纯度(比例)/%弃塑料纯度(比例)/%度弃塑料纯度(比例)/%废弃塑料纯度(比例)/%棉秆/塑料复合板材的物理力学性能21废弃塑料形态的影响由可以看出,重均粒径小的废弃塑料与棉轩复合,制备的复合板材的各项性能均较优。这是因为重均粒径小的塑料熔融后,在棉轩纤维上的铺展更容易、分布更均匀,使塑料与棉轩纤维的结合点增多,阻碍水分进入到复合板材内部,从而可有效降低板材的吸水厚度膨胀率,并提高其力学性能。
22废弃塑料纯度的影响显示,当采用重均粒径小的废弃塑料为原料、其与棉轩的质量比为60:40时,随着塑料纯度的提高,复合板材的耐水性能以及静曲强度等物理力学性能均增强。
使用无杂质的塑料为原料,与纯度为93%的废弃塑料原料相比,复合板材的24hTS降低了提升了55.7%,MOE增加了227%,IB增强了3倍。
同样采用纯度为93%、重均粒径较小的废弃塑料,当其在原料中的份额由40%提高到45%时,复合根据弱边界层理论,在木塑复合过程中,废弃塑料表面小分子杂质在木塑复合界层形成弱边界层。即使在塑料与木材表面存在紧密界面接触的情况下,小分子污染物在界面层中的存在,将使界面结合强度降低。由此可见,相对于增加塑料在复合板材原料中的比例,对废弃塑料进行彻底清洗,是获得高性能复合板材的一个有效途径。
3结论利用废弃塑料和棉轩刨花,通过热压制备复合板材的途径可行。
采用重均粒径小的废弃塑料与棉轩刨花为原料,制备的复合板材的各项性能较优。相对于增加废弃塑料在复合板材原料中的比例,对废弃塑料进行彻底的清洗,是提高复合板材性能的有效手段。
汇荣流体(http://www.servo-valve.cn/) |