在城市建設(shè)中，人工園林可為人們提供一個放松心情與休閑娛樂的綠色空間。人工園林要經(jīng)受時間的考驗，滿足耐候、抗水、高強(qiáng)度和美觀等性能需求。傳統(tǒng)木材在園林建設(shè)中常因耐久性不足且大量消耗木材資源而難以滿足需求。基于此，木塑復(fù)合材料(塑木)憑借其成本低、外 觀類似木材、易加工、環(huán)境耐受性好及可再利用等優(yōu)點， 成為天然木材的理想替代品，近年來在園林建設(shè)中受到廣泛關(guān)注。
塑木在園林場地鋪裝中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)以楊木纖維和聚丙烯(PP)制備的PP基塑木具有優(yōu)異的力學(xué)性能、高低溫尺寸穩(wěn)定性和防水性。近年來有研究:塑木在園林標(biāo)識牌中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)木粉對聚乙烯(PE)基塑木的蠕變性影響最大。利用園林綠化廢棄物和聚乳酸(PLA)制備塑木，發(fā)現(xiàn)以生物炭為增強(qiáng)材料可以顯著改善園林廢棄物與PLA的界面相容性，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。PP/PE/聚氯乙烯(PVC)基塑木在園林圍欄中的應(yīng)用優(yōu)勢，其高抗沖擊強(qiáng)度和可塑性可滿足圍欄材料的需求。此外，研究顯示塑木在觀景橋和景觀亭中的應(yīng)用，認(rèn)為其比傳統(tǒng)木材具有更優(yōu)異的耐候性。在眾多塑木中，PE基塑木復(fù)合材料兼具PE的耐水、防腐、耐疲勞性能以及木材的高強(qiáng)度，同時具有良好的可塑性和二次加工性，是戶外應(yīng)用最為廣泛的一類塑木。然而，木粉的主要成分纖維素含有大量羥基，表現(xiàn)出強(qiáng)極性，而PE為非極性材料，這導(dǎo)致PE與木粉的界面相容性較差 。研究發(fā)現(xiàn)，對木粉進(jìn)行堿溶液浸泡或超聲微波處理能夠提高其拉伸強(qiáng)度并降低吸水率；添加聚異氰酸酯、鈦酸酯和鋁酸酯等偶聯(lián)劑可有效減少纖維素表面的羥基含量，提升塑木的力學(xué)性能；而在塑木中直接加入官能化聚烯烴界面相容劑，如馬來酸酐接枝聚乙烯(MAPE)，是最常見的界面改性方法。此外，針對塑木易燃和抗紫外線老化能力較弱的缺陷，研究人員分別添加阻燃劑和耐候劑以提升材料的綜合性能。基于現(xiàn)有的塑木改性方法，有研究將價格低廉的稻殼粉和高密度聚乙烯(HDPE)按一定比例制備塑木，并添加相容劑、阻燃劑和 耐候劑，對復(fù)合材料進(jìn)行優(yōu)化改性，探索這種新型PE基塑木復(fù)合材料在園林建設(shè)中的應(yīng)用潛力。
研究提出一種新型的PE基木塑復(fù)合材料制備方案， 將偶聯(lián)劑預(yù)處理過的稻殼粉與PE樹脂基體混雜，并添加MAPE作為相容劑，進(jìn)一步優(yōu)化木塑界面相容性，構(gòu)建不同配比的PE/稻殼粉/MAPE木塑復(fù)合材料。對其進(jìn)行系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PE、稻殼粉、MAPE的質(zhì)量比為30:50:6時，復(fù)合材料表現(xiàn)出最優(yōu)的力學(xué)強(qiáng)度和耐候性，在經(jīng)歷紫外老化、干濕循環(huán)以及凍融循環(huán)后依舊保持較好的穩(wěn)定性，同時具備最佳的吸水穩(wěn)定性和最強(qiáng)的抗真菌性能。其制備的PE/稻殼粉/MAPE木塑復(fù)合材料在園林景觀材領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。
摘編自：《園林景觀用PE/稻殼粉/MAPE木塑復(fù)合材料的 制備及性能研究》周巧鳳等
