前言木塑復(fù)合材料( Wood-Plastic Compos-ites，以下簡稱WPC)是以各種植物及木質(zhì)纖維和廢舊熱塑性塑料為原料，通過熱加工制備得到的一類新型復(fù)合材料。它的出現(xiàn)有利于緩解目前木材資源匱乏的問題，有效解決了天然及合成高分子材料廢棄物的資源化利用，因而備受關(guān)注，目前已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、建筑行業(yè)、室內(nèi)裝飾、家電和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)方面。由于兼具木質(zhì)纖維材料與聚合物材料的部分性能特點(diǎn)，木塑復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合性能。其力學(xué)強(qiáng)度好，抗沖擊能力高，熱伸縮性低于塑料，耐水和耐潮濕性能明顯優(yōu)于木材，尺寸穩(wěn)定，耐磨，耐化學(xué)腐蝕，耐蟲蛀，防腐朽。木塑復(fù)合材料還同時具備木材和塑料的雙重加工性能，既可采用擠出、熱壓等塑料或木質(zhì)人造板工藝進(jìn)行成型生產(chǎn)，也可采用鋸、刨、旋切、磨削、砂光、膠合、軋花、印刷等木材或塑料的加工方法進(jìn)行加工和后期處理。

       目前木塑制品主要應(yīng)用在戶外鋪板、柵欄等園林景觀制品方面。由于在力學(xué)強(qiáng)度和木材存在差距，使其在門窗、家具等的結(jié)構(gòu)部件的應(yīng)用上仍受到很大的限制。近年來無機(jī)質(zhì)纖維迅猛發(fā)展，已經(jīng)在樹脂基復(fù)合材料中得到了廣泛的應(yīng)用，而其在木塑復(fù)合材料領(lǐng)域也已逐漸興起。因此利用無機(jī)質(zhì)纖維增強(qiáng)木塑復(fù)合材料力學(xué)性能是拓展其應(yīng)用的一個良好途徑。

      玄武巖纖維(BF)是天然玄武巖礦石經(jīng)高溫熔融后通過鉑銠合金拉絲制成的一種新型高性能纖維。最早誕生于前蘇聯(lián)的烏克蘭科學(xué)研究院。近年來隨著全新低能耗生產(chǎn)裝置的誕生，其高性價比優(yōu)勢逐漸凸顯出來。

       玄武巖表面呈化學(xué)惰性，直接加入木塑復(fù)合材料中不能形成良好的界面結(jié)合，需要對纖維表面進(jìn)行改性處理，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。本文主要研究玄武巖纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理后對木塑復(fù)合材料性能的影響。

1  實(shí)驗(yàn)部分

1.1  原料與設(shè)備

       高密度聚乙烯(HDPE)：5000 S，大慶石化總廠生產(chǎn)，密度0. 954 9．cm-3，熔融指數(shù)0.7g'10 min-1；玄武巖纖維(BF)：浙江石金公司產(chǎn)，長6 mm，直徑13 Um;楊木粉：40～80目，含水率≤2%；y-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑（KH-550）：上海耀華化工廠生產(chǎn)；丙酮、無水乙醇，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，分析純。

1.2  材料制備

1.2.1BF表面改性處理

        改性處理前，BF先在索氏抽提器中用丙酮抽提12 h，再用蒸餾水浸泡5次，每次30 min，除去表面雜物，然后在80℃烘箱內(nèi)烘干3h，室溫下于干燥器中貯存?zhèn)溆谩?br />
      參考文獻(xiàn)[20]的方法，將無水乙醇與蒸餾水按9:1的比例混合配制成溶劑，加入硅烷偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑與玄武巖纖維質(zhì)量比為3：100，用玻璃棒攪拌均勻。5  min后加入玄武巖纖維，靜置30 min后取出室溫晾干，隨后在120℃烘箱內(nèi)加熱2h，使偶聯(lián)劑在纖維表面縮聚形成偶聯(lián)劑層。反應(yīng)結(jié)束后取出纖維，用丙酮和蒸餾水交替沖洗3次，置于80℃烘箱內(nèi)烘干3h，得到改性BF備用。

1.2.2  復(fù)合材料制備

       木粉在105℃的烘箱中干燥至含水率3%以下貯存待用。按表1的物料配比，將改性BF與木粉、HDPE、MAPE、石蠟潤滑劑在SHR - IOA型高速混合機(jī)中混合10 min，然后轉(zhuǎn)入30 mm /40 mm雙階擠出機(jī)組擠出成型為截面尺寸40 mm×4 mm的片材。其中熔融區(qū)溫度為145℃，擠出區(qū)溫度為145～160℃，定型區(qū)溫度為1 65℃。