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0 绪论1

0.1 生物质复合材料概述2

0.1.1 生物质复合材料的定义3

0.1.2 生物质复合材料的特点4

0.1.3 复合效应5

0.1.4 复合原理7

0.2 木-塑复合材料的发展历史和研究现状10

0.2.1 发展历史11

0.2.2 研究现状12

0.2.3 研究的意义13

0.3 木-塑复合材料的分类和特点13

0.3.1 木-塑复合材料的分类13

0.3.2 木-塑复合材料的特点18

0.4 “绿色”复合材料18

1.1.1 植物纤维复合材料的组成20

1.1 概述20

1 原材料与仪器设备20

1.1.2 植物纤维复合材料的分类21

1.2 植物的种类及其基本构造21

1.2.1 植物的种类21

1.2.2 纤维形态对复合材料主要性能的影响27

1.2.3 增强材料的选择原则27

1.3 植物纤维复合材料常用的胶黏剂28

1.3.1 合成高分子材料基体28

1.3.2 橡胶类基体36

1.3.3 天然胶黏剂基体37

1.3.4 无机胶黏剂基体38

1.4 辅助材料39

1.4.1 偶联剂39

1.4.2 引发剂42

1.4.3 增韧剂42

1.5 仪器设备43

1.5.2 仪器设备简介44

1.5.1 分析方法44

2 聚合物基复合成型53

2.1 复合成型的目的53

2.2 聚合物的形态54

2.2.1 基本类型54

2.2.2 研究方法54

2.2.3 分散相的分散状况及表征55

2.2.4 影响形态的因素56

2.3 复合成型的方法59

2.3.1 物理共混法59

2.3.2 共聚共混法61

2.3.3 互穿网络高聚物共混法61

2.3.4 增容与原位反应61

2.3.5 动态硫化64

2.4.2 完全相容、部分相容与不相容65

2.4 聚合物的相容性与相分离65

2.4.1 相容性65

2.4.3 相容性、互溶性与混溶性66

2.4.4 影响相容性的因素67

2.4.5 聚合物相容性的判断68

2.5 反应挤出共混69

2.5.1 共混设备70

2.5.2 配料技术70

2.5.3 反应挤出工艺参数对共混物性能的影响71

2.5.4 共混组分对聚合物性能的影响72

2.5.5 反应型增容剂及交联剂性能、用量对共混效果的影响72

2.5.6 进料方式对反应挤出共混效果的影响73

2.6 聚合物的共混改性试验74

2.6.1 试验材料和方法75

2.6.2 PP/HDPE试验75

2.6.3 PP/PS/HDPE试验76

2.6.4 弹性体复合79

2.7 废塑料基复合材料81

2.7.1 废旧塑料的危害81

2.7.2 废旧塑料回收利用的现状81

2.7.3 废旧塑料的回收利用技术及废旧塑料基复合材料83

2.7.4 聚烯烃的产量与用途84

2.7.5 废旧聚乙烯和聚丙烯的直接利用87

2.7.6 再生聚烯烃的性能88

2.7.7 回收聚烯烃的应用89

2.7.8 废旧聚烯烃的共混利用92

2.7.9 回收聚烯烃的改性利用94

2.8 小结96

3 挤出复合工艺97

3.1 与挤出成型有关的聚合物基本性能97

3.1.1 松散物料性能97

3.1.2 聚合物材料的力学性能102

3.1.3 聚合物材料的热性能104

3.2 挤出成型技术107

3.2.1 挤出成型技术的发展107

3.2.2 挤出成型技术在聚合物加工中的地位与作用107

3.3 纤维增强热塑性塑料108

3.3.1 纤维增强热塑性塑料的挤出造粒方法108

3.3.2 纤维增强热塑性塑料的原理109

3.4 木-塑复合材料的挤出成型方法109

3.4.1 需要解决的关键问题110

3.4.2 挤出成型工艺110

3.4.3 主要挤出成型设备113

3.4.4 挤出成型设备中需要注意解决的问题115

3.5 挤出成型原理117

3.5.1 加料段117

3.5.2 压缩段118

3.6 本试验所用挤出成型设备119

3.5.3 均化段119

3.7 试验研究120

3.7.1 桦木-聚丙烯复合120

3.7.2 桦木-共混塑料复合124

3.7.3 木材纤维-聚丙烯复合128

3.7.4 木材纤维-聚苯乙烯复合132

3.8 小结133

4 混炼模压成型工艺134

4.1 混炼目的134

4.2 混炼原理134

4.3 混炼设备134

4.3.1 混合机135

4.3.2 混炼机135

4.4 混炼试验139

4.4.1 材料与方法139

4.4.2 结果与讨论140

4.5 小结144

5 热压复合制板工艺146

5.1 植物纤维（碎料）复合板材的分类146

5.1.1 按增强材料分类146

5.1.2 按基体材料分类146

5.1.3 按成型方法分类147

5.1.4 按成型介质分类147

5.2 植物纤维和碎料的制备148

5.2.1 麦秸碎料149

5.2.2 稻草秆碎料149

5.2.3 稻壳碎料150

5.2.4 玉米秆碎料151

5.3 植物纤维（碎料）的形态与板材性能的关系151

5.3.1 纤维对复合板性能的影响152

5.3.2 碎料对复合板性能的影响154

5.4 基料和增强材料的粘接原理及条件155

5.4.1 采用纤维状增强材料时基料的作用156

5.4.2 采用碎粒状增强材料时基料的作用156

5.4.3 对基体材料的要求157

5.4.4 树脂基体和增强纤维（碎料）的黏合原理157

5.5 热固性树脂与热塑性树脂基体158

5.5.1 热固性树脂158

5.5.2 热塑性树脂160

5.5.3 热固性树脂和热塑性树脂的比较161

5.6 间歇式平压法植物纤维复合板的制板工艺162

5.7 木材纤维与热塑性树脂的制板研究164

5.7.1 木材纤维与不同聚合物的制板工艺164

5.7.2 木材纤维与回收聚合物的制板工艺167

5.7.3 偶联剂对复合材料性能的影响181

5.8 麦秸与热塑性树脂的制板研究182

5.8.1 麦秸-聚苯乙烯183

5.8.2 麦秸-聚乙烯188

5.8.3 麦秸-聚丙烯190

5.9 小结195

6 塑合木197

6.1 WPC的研究动态及生产概况197

6.1.1 WPC的研究历史197

6.1.2 WPC的研究状况198

6.1.3 WPC的研究方法200

6.1.4 WPC存在的问题和展望201

6.2 WPC的性能203

6.2.1 力学强度高203

6.2.2 尺寸稳定性好203

6.2.3 提高了耐热性203

6.2.4 提高了表面性能203

6.3.1 单体204

6.3 单体与其他添加剂204

6.2.7 保持了加工性能204

6.2.5 提高了耐腐性204

6.2.6 提高了耐候性204

6.3.2 引发剂205

6.3.3 膨胀剂206

6.3.4 缓聚剂206

6.4 聚合处理方法206

6.4.1 辐射法207

6.4.2 触媒法207

6.4.3 我国一些研制或生产单位制造木-塑复合材的方法示例208

6.5 WPC的检验212

6.5.1 处理液注入深度212

6.5.2 接枝率测定212

6.5.3 缩胀率213

6.5.4 抗缩胀率213

6.6 WPC反应机理213

6.7.1 以降低成本为目的的新技术新工艺214

6.7 WPC的新探索214

6.7.2 产生的实际问题及解决办法215

7 木-塑复合材料的润湿性能218

7.1 界面层设计与控制218

7.1.1 界面设计的基本要求218

7.1.2 不同复合材料体系对界面性能的设计219

7.2 表面改性及其控制220

7.2.1 润湿性的意义221

7.2.2 黏合的最佳润湿条件221

7.2.3 表面改性方法评述222

7.3 界面的润湿222

7.3.1 润湿的过程223

7.3.2 润湿过程的比较225

7.3.3 杨氏方程226

7.3.4 接触角227

7.3.6 固体表面能与表面润湿性的关系233

7.3.5 铺展压和铺展系数233

7.4 润湿作用对界面黏合的影响234

7.4.1 表面润湿与黏合235

7.4.2 扩散与黏合236

7.4.3 界面反应与黏合237

7.4.4 表面粗糙性与黏合240

7.5 液体在固体表面的流展和渗透随时间的变化率240

7.6 木-塑复合材料的表面润湿性241

7.6.1 试验材料与方法241

7.6.2 试验结果与分析241

7.7 小结245

8 木-塑复合界面的形成及作用机理246

8.1 界面的意义及其主要研究内容246

8.1.1 相与界面246

8.1.2 界面类型及其特性246

8.1.3 界面上分子间的相互作用力247

8.1.4 复合材料界面研究的主要内容248

8.2 复合材料界面研究展望249

8.3 界面的形成249

8.4 界面作用机理250

8.4.1 化学键理论250

8.4.2 弱边界层理论251

8.4.3 物理（浸润）吸附理论251

8.4.4 机械黏结理论252

8.5 高聚物共混体系的界面研究252

8.5.1 聚合物共混物的界面层热力学理论252

8.5.2 高聚物共混体系界面上的扩散现象253

8.5.3 扫描电子显微镜分析254

8.5.4 动态热机械性能分析258

8.6 木-塑复合材料的界面研究260

8.6.1 扫描电子显微镜分析260

8.6.2 动态热机械性能分析266

8.6.3 傅里叶变换红外光谱分析269

8.6.4 化学分析光电子能谱分析271

8.7 植物纤维塑料复合材料的界面研究273

8.7.1 动态热机械性能分析274

8.7.2 扫描电子显微镜分析275

8.8 小结277

9 复合材料的性能评价278

9.1 复合材料的力学性能278

9.1.1 短纤维增强复合材料的力学特性278

9.1.2 颗粒增强复合材料的力学特性282

9.2 复合材料物理性能282

9.2.1 纤维增强复合材料树脂不可溶分含量测定282

9.2.2 纤维增强复合材料树脂含量的测定283

9.2.3 纤维增强复合材料平均线膨胀系数测定方法284

9.3.3 声振检测285

9.3.2 超声无损检测285

9.3.1 光学无损检测285

9.3 复合材料无损检测285

9.3.4 X射线检测286

9.3.5 声发射检测286

9.3.6 电性能检测287

9.3.7 微波检测287

9.4 复合材料黏弹性力学288

9.4.1 塑料基体的黏弹性288

9.4.2 复合材料的黏弹性291

9.5 复合材料疲劳292

9.5.1 疲劳损伤机理292

9.5.2 疲劳特性294

9.6 高聚物熔体的流变性295

9.6.1 流变学的基本概念296

9.6.2 高聚物熔体剪切流动的非牛顿性特征299

参考文献300