竹塑增強(qiáng)復(fù)合材料的研究進(jìn)展及加工現(xiàn)狀—竹塑增強(qiáng)復(fù)合材料的研究進(jìn)展—制備工藝
1.1 制備工藝
竹材與木材在組織結(jié)構(gòu)上有較大的差異，但化學(xué)成份相似；竹材抗彎強(qiáng)度破壞性特征為單根纖維拔出型，剪切破壞性特征為纖維呈鏃狀拔出型，纖維束從基體中拔出后的表面具有破壞特征，表面纖維增強(qiáng)復(fù)合材料特性。竹塑增強(qiáng)復(fù)合材料的研究剛剛開始，發(fā)表的文獻(xiàn)不多。我國(guó)目前關(guān)于竹塑復(fù)合材料制備工藝的研究?jī)?nèi)容主要包括：物料配比、偶聯(lián)劑的種類和用量、成型工藝等。
1) 物料配比和偶聯(lián)劑
不同種類的偶聯(lián)劑影響竹塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。有研究表明，馬來酸酐由于熔體黏度大，可明顯提高竹塑復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能，由此提出了改善擠出加工性能的方法。
對(duì)竹粉/聚丙烯復(fù)合材料的研究發(fā)現(xiàn)，偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有顯著影響，而竹粉顆粒對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能無明顯影響。又有學(xué)者研制了竹纖維高得率漿聚丙烯復(fù)合材料，考慮了竹纖維含量和界面改性劑羧化聚醚，對(duì)竹塑復(fù)合材料抗拉、彎曲、沖擊性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：羧化聚醚作為界面改性劑，能明顯提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，其拉伸強(qiáng)度達(dá)29MPa，彎曲強(qiáng)度42MPa、沖擊強(qiáng)度5.9Kj.㎡，各項(xiàng)指標(biāo)均高于原基體聚丙烯；竹纖維含量對(duì)復(fù)合材料的性能亦有重要影響，采用主要成分分析法，確定了優(yōu)化工藝參數(shù)。
對(duì)竹粉與聚己內(nèi)酯復(fù)合的研究顯示：采用鋁酸酯偶聯(lián)劑改性竹粉，有助于提高復(fù)合材料的加工性能。又有研究提出聚己內(nèi)酯/竹纖維復(fù)合材料的優(yōu)化工藝參數(shù)為：鋁酸酯偶聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、改性溫度95℃、攪拌速度800r/min，模壓溫度115.9~144.1℃、壓力27.2~32.8MPa、成型時(shí)間7.6~9.1min，復(fù)合材料具有較好的彎曲強(qiáng)度、防水性能和生物降解性能。
對(duì)竹粉/高密度聚乙烯復(fù)合材料的研究表明，在材料的混合過程中，加入適量經(jīng)三聚氰胺改性處理的納米陶土，能大幅提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲性能，同時(shí)改善復(fù)合材料的耐水性能。
2）成型工藝
利用竹纖維編制板、玻璃纖維及不飽和聚酯樹脂，通過層壓復(fù)合工藝，制備出的竹塑復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕及環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)。該竹塑復(fù)合板材經(jīng)過切割、膠鉚混合鏈接等加工，可制成軍用包裝箱，有效解決木質(zhì)包裝箱易遭銹蝕、蟲蛀、鼠咬等問題，改善包裝箱的耐水性、防潮性，提高包裝箱的綜合防護(hù)效果和環(huán)境適應(yīng)能力。
采用模壓成型工藝制造竹塑復(fù)合材料，當(dāng)工藝參數(shù)設(shè)置為：竹塑配比5：5、板坯密度0.9g/cm³、熱壓溫度170℃、熱壓時(shí)間10min時(shí)，復(fù)合材料的物理力學(xué)性能指標(biāo)值為;靜曲強(qiáng)度36MPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度2.0MPa，吸水厚度膨脹率0.7%，達(dá)到或優(yōu)于GB/T18102-2007《浸漬紙層壓木質(zhì)地板》的要求，可用作地板基材。
以竹材加工邊角廢料、小徑竹、叢生竹資源為利用對(duì)象，以竹纖維為增強(qiáng)相的生物可降解高分子復(fù)合材料靜曲強(qiáng)度達(dá)到50MPa，24小時(shí)吸水厚度膨脹率在5%以下，在可控堆肥降解條件下高分子降解率達(dá)70%以上。
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