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文献综述

利用废旧塑料与木质纤维材料制造木塑复合材料是材料循环利用的有效方法之一，同时也降低了木塑复合材料的成本。木塑复合材料木塑复合材料是一类涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料，在它身上充分体现了循环经济、资源利用、健康环保、节约替代等可持续发展经济的先进理念，由于它的多数产品都具有资源综合利用以及由此带来的保护环境的功能，所以近年来逐渐引起了社会的重视。

但还存在许多技术难题，比如：亲水性的植物纤维与憎水性的聚合物基体之间有较大的界面差，木质纤维表面存在的诸多羟基会导致应力集中使得复合材料的力学性能下降。

木塑复合材料通常有两种复合方式：一种是在实体木材中浸注塑料单体或酚醛树脂、尿醛树脂和聚酯树脂。在使用塑料单体作为浸注体时，由于这些单体通常都是非极性化合物，与木材中的极性羟基不会发生反应，只是在自由基引发剂和热辐射源的引发下才能使塑料单体产生自由基，并在木材中聚合，形成高分子聚合物填充于木材管胞或纤维的胞腔中。用这种方法复合成的材料也称为塑合木。这种复合方式可以提高木材的尺寸稳定性、耐腐性，以及木材的物理、力学性质。在这种复合过程中所浸注的单体一般采用苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯等单体;另一种是将木粉或木纤维与热塑性高分子聚合物混合制成复合材料。这种复合材料的制造工艺是将木粉与高分子聚合物在加热条件下充分混合，然后注入模具中或铺装成板经热压后制成成品。目前国内外研究最多的是用聚乙烯作为基料，木粉或木纤维作为填充料和增强材料制成复合材料^[3]。在用木粉与聚乙烯进行复合时，由于木材所特有的亲水性，在热塑性塑料高分子聚合物含量低时耐水性能较差。有研究表明： 在木粉与聚乙烯的重量百分比为30 /70时，所制成的复合材料才表现出良好的耐水性。在直接使用木粉作为充填剂以增强聚烯烃类塑料时，所制成的复合材料的抗冲击强度和抗拉强度会显著降低。这是因为亲水的木材填料与憎水的热塑性材料的界面之间不能很好的粘合。此外，由于木材纤维填料具有较高程度的分子内氢键存在，在进行加热混合时它们会聚集在一起，不容易打散，使其不能在塑料基材中均匀分散，从而影响复合材料的复合性能。

由此可见，在木塑复合材料中，亲水的极性木材表面与憎水的热塑性材料表面的复合界面之间的粘合性是极为重要的影响因素，它直接影响着所得复合材料的品质。

国内外木塑发展现状

我国的森林资源相对贫乏，据统计，我国木材供应每年面临超过600万<v:shape style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 15.75pt" id="_x0000_i1026" equationxml='12m3' type="#_x0000_t75"> 的缺口。另外，我国木材利用率较低，有20%~30%的木粉和边角余料未被有效利用^[17]。随着高分子材料应用范围的扩大，塑料的白色污染问题也越来越严重。另外，每年约有1 400万t的废纸及大量的废塑料没有回收利用^[2]。因此采用简单的工艺方法将这些废旧材料加工成高附加值的木塑复合材料，不但可以使废旧塑料、废旧木材再利用，减少污染，还可以节省和充分利用木材。近两年来， 国内WPC产能方面的增长速度很快，年增长率高达50%以上。2004年，全国WPC产量在8万t左右。专家们预测，在未来的10年内，我国WPC产量仍将以很快的速度增长^[12]，并发展成为一个年产量超过1000万t，年产值达700亿元人民币的新兴产业。目前，国内研发的木塑材料有结构类、装饰类、包装类和特型类等几大类型，包括线材、型材、板材和异型材等多种系列，其适用范围几乎可以涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其他相似复合材料的使用领域。

近年来，木塑材料需求旺盛，仅美国2006年市场需求量就达20亿美元以上。木塑复合材料是环保型新材料，在美国， 木塑复合材料及其产品公司已超过50家， 从事这方面研究的机构也已超过50家，已形成一个从研发、原材料收集、设备制造、模具、制成品，到市场营销的完整产业。天然纤维复合材料的各种优势已吸引了美、加政府，众多大学、研究机构、军方，以及企业的大量资金和研究方面的投资。几家最大的木塑复合材料公司，如TREX公司等都在纽约证券交易所上市。TREX的年营业额已超过5亿美元。加拿大安大略省的材料和制造中心一直坚持与美国国家森林实验室一起主办木塑复合材料会议并资助研究人员和公司。经过10多年的努力，在加拿大也形成了有10多家企业为主体，年产量4万t的木塑复合材料行业。在欧洲，由于WPC^[8]是环境友好材料，尽管目前欧洲用量不大，但因为加工厂担心欧洲反对用PVC会由欧共体以法规形式有效地限用PVC ，所以木塑窗框替代PVC窗框是个巨大市场和机会，因此有人认为木塑制品替代PVC和其他塑料制品会象以前塑料替代木制品一样，增长会相当快。在欧洲，WPC除了广泛应用于建材之外，突出的特点是应用于汽车工业。欧洲的汽车公司，包括大众、沃尔沃、奥迪、宝马等， 在其生产的汽车里均采用了WPC。2005年，欧洲汽车工业消费的WPC达到7万t，预计2010年将达到10万t。由于汽车报废新法规的颁布，汽车厂家普遍对WPC良好的回收性表示出浓厚的兴趣。在欧洲，汽车的年产量在1600万辆左右，如果全部采用WPC，其需求量将达到8万-16万t/吨。

木塑复合材料90%的原料是废旧材料^[9]，由木屑、刨花以及木纤维填充废旧塑料挤出成型获得，可替代相应的天然木制品，解决木材短缺的问题。

改善复合界面相容性的方法^[4]