木塑復合材料熱解動力學研究.pdf

1、木塑復合材料是利用木屑和廢舊熱塑性塑料為主要原料，經高溫混煉、再經成型加工而制得的一種新型復合材料，是當代工業基礎材料廢物利用的最佳科研成果在工業生產上的應用，其應用領域非常廣闊，主要產品是回廊板、樓梯、護欄以及少量民用消費品。木材與各種基質的高聚體復合后得到的復雜體系與普通材料一樣容易燃燒，且放熱量大、發煙量大，從而大大限制了木塑復合材料的應用。故研究木塑復合材料的降解機理及影響因素不僅有利于該材料的長期穩定使用，而且也利于今后對材料

2、的循環再利用以及對可降解材料的設計與運用，這不僅具有理論意義，更具實際價值。利用熱分析技術研究復合材料的熱分解特性與材料的燃耗密切相關，在阻燃研究中常用來判斷材料的熱穩定性，推測阻燃機理，使復合材料得到更廣泛的應用。
　　 本文首先以PVC 為基質合成木塑復合材料，利用TG，DTA，DTG 等方法分析PVC及其復合材料、阻燃復合材料在不同氣氛、不同升溫速率下的熱分解特性，并通過單一升溫速率法、分布活化能模型等熱分析動力學研究方法

3、，計算材料的活化能，通過活化能變化規律研究其降解機理及加入的阻燃體系對降解機理的影響，對材料的熱解動力學進行了探討，研究其阻燃機理。結果發現復合材料中由于PVC 熱解產生的氯自由基使木粉中的纖維素和半纖維素氯化，Ea 比木粉與PVC的總活化能要少。阻燃劑ZnSnO3的加入使得復合材料兩個階段的活化能降低很大。
　　 第二部分，以LDPE 為基質合成木塑復合材料，并選擇綠色環保的無機阻燃體系添加到復合材料中制備阻燃復合材料，在研究

4、其TG 曲線的基礎上，對比質子流強度隨溫度變化曲線，根據其熱解產物推導熱解過程，通過不同的動力學模型計算活化能隨失重率變化規律，研究復合材料的熱解機理及阻燃劑對復合材料熱解過程的影響。結果發現，木粉在熱解過程中木纖維的炭化在LDPE的熱解過程中有成炭劑的作用。加入金屬氫氧化合物類阻燃劑后，由于阻燃劑的熱解反應及成炭作用使復合材料熱解活化能降低。
　　 第三部分，以EVA 為基質合成木塑復合材料，并添加對高聚體阻燃效果明顯的膨脹阻