2 結(jié)果與分析
2 1 浸注件石蠟保護(hù)效果的研究將浸注有機(jī)單體后的木材放入融化的石蠟液中 ,然后取出放入冷水中 ,木材的外表形成石蠟保護(hù)膜。石蠟保護(hù)的目的是為了防止有機(jī)單體從木材內(nèi)部流出或固化過程中揮發(fā)。表 1是 69-楊浸注試件固化前保護(hù)與不保護(hù)兩種狀態(tài)下制成的木塑復(fù)合材料分別與未浸注試件密度的比較從表 1中可以明顯看出 ,保護(hù)狀態(tài)下制作的木塑復(fù)合材料其密度比素材增加一倍 ,而未保護(hù)狀態(tài)下制作的木塑復(fù)合材料其密度
增加的很少。這主要是由于升溫固化過程中有機(jī)單體從木材內(nèi)部流出并揮發(fā)掉。
2 2 有機(jī)單體中加入少量還原劑ＦｅＣｌ2 對復(fù)合材料性能的影響在有機(jī)單體中加入少量還原劑ＦｅＣｌ2 ,目的是改善 45～ 50℃的低溫下單體的聚合反應(yīng)速度和材料的性能。由于ＦｅＣｌ2 不溶于有機(jī)單體 ,所以首先要將ＦｅＣｌ2 溶于酒精溶液 ,然后取少量這種飽和液 (體積比 0 1 % )加到單體中去。浸注后的試件在石蠟保護(hù)狀態(tài)下于 40～ 50℃的環(huán)境中固化 1 4ｈ。表 2是兩種狀況下制造的木塑復(fù)合材料與基材 69-楊
的硬度比較。
從表 2可以看出端面硬度在加入ＦｅＣｌ2后有所降低 ,而其他兩個方向卻提高了許多。由于木材利用是其他兩個方向的利用 ,所以這一結(jié)果是有利的。但為了證實(shí)亞鐵離子的放置被氧化失效 ,在上述試驗(yàn)用浸注液放置72ｈ后 ,我們重復(fù)了上述試驗(yàn)所得復(fù)合材料硬度結(jié)果為 :端面 3 3 0 0Ｎ ,弦切面 3 40 0Ｎ ,徑切面 2 43 3Ｎ。這一結(jié)果甚至小于未加ＦｅＣｌ2的硬度值。這主要可以解釋為亞鐵離子和引發(fā)劑形成了氧化還原反應(yīng) ,使二者同時失效。失去部分引發(fā)劑后 ,聚合反應(yīng)效率大大降低 ,而未聚合的有機(jī)單體卻流失掉 ,結(jié)果導(dǎo)致復(fù)合材料硬度的大幅度降低。所以采用ＦｅＣｌ2來改善復(fù)合材料性能這一方法 ,試驗(yàn)液中要定期補(bǔ)充亞鐵離子和化學(xué)引發(fā)劑 ,這樣才能保證生產(chǎn)出的木塑復(fù)合材料性能穩(wěn)定。
2 3 有機(jī)單體中加入色素后復(fù)合材料性能的變化
在工業(yè)生產(chǎn)中 ,有時想改變一下材料的顏色 ,以滿足各種需要。為木材著色這在國內(nèi)外相關(guān)資料中均有研究報導(dǎo) ,而我們是想采用在浸注液中加入色素的辦法來改變材料的顏色。加入色素后復(fù)合材料的性能是否會發(fā)生變化以及變化的趨向是本項(xiàng)研究的目的。在研究中選用了三種色素 :固綠、結(jié)晶紫和透明茶。表 3是上述三種色素在同一試驗(yàn)條件下的木塑復(fù)合材料的硬度值。
表 3 添加與未添加顏料的復(fù)合材料硬度
顏 料硬度值 (Ｎ) 端面 弦切面 徑切面
未著色 560 0 43 1 6 480 0
固綠 50 7571 2 0 83 3 0
結(jié)晶紫 3 3 8554855985
透明茶 41 90 63 90 53 90
從表 3可以看出 :加入色素后 ,木塑復(fù)合材料的硬度在木材的三個方向上發(fā)生了變化 ,端面有不同程度的降低 ,而在其它兩個方向增加了。不同的色素影響程度也不一樣 ,但所有的影響效果都是積極的。
一般的色素在甲基丙烯酸甲酯中的溶解度很小 ,所以有些色素需要借助于酒精 ,而酒精的過量加入可能會產(chǎn)生不利的影響。綜合各方面的情況和我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,色素的加入量不宜太大。加入量太大時 ,會出現(xiàn)色素顆粒懸浮于溶液中。而在真空浸注時 ,懸浮的色素顆粒會堵塞單體進(jìn)入木材內(nèi)部的通道 ,從而影響浸注效果 ,造成木塑復(fù)合材料的嚴(yán)重不均勻性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)觀察 :色素加入量應(yīng)控制在 0 5ｇ/ 1 0 0 0ｍｌ單體溶液以下。
2 4 低溫固化時間與復(fù)合材料中單體固化率的關(guān)系
在我們的固化程序中 ,先用 45～ 50℃的固化時間 4ｈ后有機(jī)單體已完全轉(zhuǎn)化成塑料 ,復(fù)合材料中已無有機(jī)單體的氣味
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