蛋壳粉填充改性聚丙烯基木塑复合材料性能研究.pdf

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1、聂恒凯，等：蛋壳粉填充改性聚丙烯基木塑复合材料性能研究21蛋壳粉填充改性聚丙烯基木塑复合材料性能研究术聂恒凯柳峰徐冬梅刘琼琼徐进程安阳(徐州工业职业技术学院材料系，徐州221140)摘要采用双螺杆挤出机制备了不同配方的聚丙烯(PP)／木粉／蛋壳粉复合材料(WPC)，研究了蛋壳粉用量对WPC的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、硬度、维卡软化温度、熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明，随着蛋壳粉用量的增加，拉伸强度先增加后降低，冲击强度逐渐减小，硬度逐渐增加，断裂伸长率在蛋壳粉用量不大于15份时基本不变，20份时下降较大；随着蛋壳粉用

2、量的增加，维卡软化温度先升高后略有降低，MFR先升高后降低；蛋壳粉用量为10份时，WPC的综合性能最佳。关键词聚丙烯木粉蛋壳粉复合材料禽蛋是全人类共同的优质动物性食品，随着禽司；蛋生产与消费的日益增加，其不可食用部分——蛋真空干燥箱：DZF一6210型，上海贺德实验设备壳就大量产生。在一个千万人口的城市，若每人每有限公司；天丢弃一个蛋壳，按通常蛋壳在全蛋质量中的比重熔体流动速率(MFR)仪：XNR一400C型，承德计算，一年废弃蛋壳总质量将达28．5kt，需5700辆试验机有限责任公司；5t大货车才能装运。目前，对蛋壳的应用开发多

3、集邵氏D硬度计：V—SD型，英国C．V公司；中于食品行业，其在塑料中的应用还未见报道。蛋冲击试验机：GT一7045一MDL型，高铁科技股壳主要由无机物组成，占整个蛋壳的94％～97％，份有限公司；有机物占蛋壳的3％～6％。无机物中包括碳酸钙拉力试验机：AI一7000LA型，高铁科技股份有93％，碳酸镁1％、磷酸镁2．8％。有机物中含有蛋限公司；白质、多糖类及原卟啉色素等。笔者将蛋壳精磨制维卡软化温度测定仪：XWB一300F型，承德大粉，用于填充改性聚丙烯(PP)基木塑复合材料，制华试验机有限公司；得PP／木粉／蛋壳粉复合材料(WP

4、C)，研究蛋壳粉料理机：JYL—C030型，九阳股份有限公司。用量对WPC性能的影响J。1．3WPC的制备1实验部分将蛋壳加入料理机中反复精磨制成蛋壳粉，2501．1原材料m过筛备用。按表1配方先将木粉、蛋壳粉投入PP：T30S，中石化青岛大炼油公司；高速混合机中，100~C时高温除湿。3rain后从高速混合机加料口处投入KH一550，对木粉、蛋壳粉进蛋壳粉：250m，自制；聚乙烯接枝马来酸酐(PE—g—MAH)：接枝率行表面处理。1min后将PP、PE-g-．-MAH、EVAC一0．8％，南京华都科技实业有限公司；起投入高速混合

5、机，60~(2时混合2rain后下料。表1WPC配方份硅烷偶联剂(KH一550)：分析纯，江苏晨光偶原料配方1配方2配方3配方4配方5联剂有限公司；PP808O8O8O80木粉：250I．zm，邳州官湖板材厂；PE·g-MAH2020202020乙烯一乙酸乙烯酯塑料(EVAC)：6110M，扬木粉4040404040蛋壳粉05lO152O子石化一巴斯夫有限责任公司。EVAC151515l5151．2设备及仪器KH一5500．50．50．50．50．5高速混合机：SHR一50型，张家港市亿利机械在同向双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出时从

6、料有限公司；斗到机头的各段温度设为150／160／165／165／170／同向双螺杆挤出机：L／D=44，CTE35型，科倍隆(科亚)橡塑机械有限公司；江苏省教育厅高校科研成果产业化推进项目(JHZD08—24)注塑机：CS一130／90型，常州华丰机械有限公收稿日期：2011-03—3122工程塑料应用2011年，第39卷，第6期180／180／170oC，螺杆转速为50r／min，挤出后造粒；份之后断裂伸长率急剧减小，在蛋壳粉用量为20份将粒料在IO0~C真空烘箱中干燥4h，用注塑机制备时断裂伸长率仅为5．01％。数据表明，适

7、量的蛋壳试样，注塑时料筒一段到喷嘴的温度设定为175／粉用量，不会降低WPC的断裂伸长率。随着蛋壳粉·185／180℃。用量的增加，WPC的硬度不断增加，这是因为蛋壳1．4性能测试粉的主要成分为碳酸钙，刚性碳酸钙颗粒可使WPC拉伸性能按GB／T1040—2006测试；的硬度增大。简支梁冲击强度按GB／T1043—2008测试；2．2蛋壳粉用量对WPC热性能的影响维卡软化温度按GB／T1633—2000测试；图3为蛋壳粉用量对WPC维卡软化温度的影MFR按GB／T3682—2000测试。响。由图3可以看出，随着蛋壳粉用量的增加，WP

8、C2结果与讨论维卡软化温度逐渐升高，当蛋壳粉用量为20份时又665555552．1蛋壳粉用量对WPC力学性能的影响略有降低。从显微结构看，蛋●壳O中9碳8酸7钙6呈5现4不规图1为蛋壳粉用量对WPC拉伸强度、冲击强度则的多孔结构，这与化学合成碳舀酸