木塑复合材料功能化改性研究进展

一基金项目:

贵州省自然科学基金(黔科合基础[２０１６]１０８４);贵州省林业科研课题(黔林科合J 字[２０１５]１７号);贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[２０１８]２１９６);贵州省科技重大专项(黔科合重大专项字[２０１４]６０２０号;黔科合重大专项字[２０１５]６００８号)

一杨守禄:男,１９８７生,博士研究生,助理研究员,研究方向为生物质复合材料二木竹材功能性改良一吴义强:通信作者,男,１９６７年生,博士,教授,研究方向为木材科学二生物质复合材料一E-mail :wu yq ０５０６＠１２６．com 木塑复合材料功能化改性研究进展

杨守禄１,２,罗一莎２,章一磊２,姬一宁１,李一丹１,吴义强２(１一贵州省林业科学研究院,贵阳５５０００５;２一中南林业科技大学材料科学与工程学院,

长沙４１０００４)摘要一一木塑复合材料(WPC )是采用木质材料和塑料加工制备而成的一种绿色二环境友好新型材料,具有强度高二力学性能好二可循环使用及成本低等优势,被广泛应用于建筑材料二室内装饰材料二包装及运输材料和文化体育等领域三WPC 不仅解决了废弃木质纤维材料综合利用率低及处理废弃木质纤维材料带来的环境污染等问题,而且有助于缓解废旧塑料引发的 白色污染 等重大环境问题,是废弃木质纤维和废旧塑料再生利用的一个趋势,具有广阔的市场空间和应用前景,已成为当今木质材料和塑料加工领域的研究热点之一三

然而,WPC 中的木质材料和塑料都是易燃物质,且燃烧产生的烟易造成人员伤亡;WPC 使用过程中容易受到自然环境的影响,显著降低其物理力学性能及耐久性能;同时,由于WPC 中含有木质材料,使用过程中容易遭受微生物的侵袭和破坏,导致材料变质而影响使用,甚至危害人体健康三以上缺陷严重影响其使用范围和使用寿命三

近年来,研究者们致力于改善WPC 的阻燃抑烟二耐老化二耐候及抗菌性能,取得了显著的成果三在实现阻燃抑烟二耐老化二耐候和抗菌功能化WPC 时应用较为广泛的方法包括添加改性剂二对木质材料或塑料基体进行预处理二对WPC 表面进行改性处理等三由于添加改性剂和对WPC 进行表面处理具有操作简单二成本低等优势,已成为实现WPC 功能化最常用的方法,可广泛用于WPC 的加工三常用的阻燃抑烟剂包括聚磷酸胺(APP )二次磷酸铝(AHP )

二纳米金属化合物二金属氢氧化物及含氮磷化合物等,耐老化剂二耐候剂包括受阻胺光稳定剂二紫外吸收剂二紫外线稳定剂及颜料等,抗菌剂包括纳米二氧化钛二纳米粘土二硼酸锌等三WPC 表面改性处理主要是表面涂刷功能性涂料或接枝功能性试剂三目前,WPC 的功能化研究集中于单一功能的增强,

多功能的WPC 有待进一步研究三

WPC 功能化改性是拓宽其应用范围二

延长使用寿命和提高安全使用性能的关键三本文综述了WPC 阻燃抑烟改性二耐老化和耐候改性及抗菌改性等功能化改性的研究进展,介绍了WPC 的阻燃抑烟二耐老化二耐候及抗菌性能等功能表征手段,并对其发展趋势进行了展望,提出了WPC 功能化改性亟待解决的难题三

关键词一一木塑复合材料一阻燃抑烟一耐老化耐候一抗菌一功能化改性

中图分类号:S７８４;TB３３２;TQ３２１．２一一文献标识码:A一一DOI :１０.１１８９６/j ．

issn .１００５-０２３X .２０１８.１７.０２３An Overview on Functionalization Modification of Wood-p lastic Com p osites

YANG Shoulu １,２,LUO Sha ２,ZHANG Lei ２,JI Nin g １,LI Dan １,WU Yi q ian g ２(１一Guizhou Academ y of Forestr y ,Gui y an g ５５０００５;２一School of Materials Science and En g ineerin g ,Central South Universit y of Forestr y &Technolo gy ,Chan g sha ４１０００４)

Abstract 一一Wood-p lastic com p osites (WPC ),a novel s p ecies of g reen and environment-friendl y materials which are t yp icall y com p rised of wood or other natural li g nocellulosic fibers in a thermo p lastic matrix ,have found a pp lication in various fields ,such as construction materials ,indoor decoration materials ,p acka g in g and trans p ortation materials ,etc．due to their satisfactor y p erfor-mances like hi g h stren g th ,g ood mechanical p ro p erties ,renewabilit y and low p roduction cost．The mass p roduction of WPC cannot

onl y solve both the p roblems of low com p rehensive utilization rate of waste li g nocellulosic fibrous materials and the corres p ondin g en-vironmental p ollution from dis p osin g of rec y cled wood y materials ,but also miti g ate white p ollution caused b y waste p lastics．WPC ,a hot s p ot in wood and p lastics p rocessin g ,have become a substantial trend in the use of rec y cled wood and p lastic materials and dis p la y ed extensive market p otential and a pp lication p ros p ect．Nevertheless ,the wood and p lastics in WPC are flammable materials which g enerate hazardous smoke while burnin g ．The dura-bilit y of WPC is easil y affected b y ambient climate conditions ,includin g UV li g ht ,moisture ,tem p erature chan g es and so on．Mean-while ,the hi g h h y dro p hilicit y of wood materials in WPC make them susce p tible towards various biotic de g radation factors and p rone to microbial deca y ,which ma y seriousl y affect the uses ,even harm to our health．These inade q uacies of WPC deteriorate its p erfor-

mance ,and restrict si g nificantl y its use and service life．四０９０３四材料导报A :综述篇一一２０１８年９月(A )

第３２卷第９期万方数据