發(fā)泡塑木復(fù)合材料是將塑料母粒、木粉、填料、發(fā)泡劑和各種助劑按一定比例混合，于成型過程中在復(fù)合材料內(nèi)部引入泡孔而制成。發(fā)泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離、揮發(fā)性氣體的汽化或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的釋放等途徑實(shí)現(xiàn)。
發(fā)泡塑木復(fù)合材料內(nèi)部良好的泡孔結(jié)構(gòu)有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端，阻止裂紋擴(kuò)展，因而可以克服普通塑木復(fù)合材料脆性較大、抗沖擊強(qiáng)度較小和材料伸長率較低的缺點(diǎn)。另外，由于發(fā)泡塑木復(fù)合材料中含有大量泡孔，材料內(nèi)部空隙較大，制備時(shí)所用樹脂量大大削減，相對(duì)節(jié)約了原料成本，也有效降低了材料的密度（約為未發(fā)泡塑木復(fù)合材料的50％，可達(dá)0.6～1.0ｇ/ｃｍ3），材料的隔音、隔熱和緩沖效果也隨之提高。此外，因發(fā)泡材料自重輕，便于運(yùn)輸、施工和安裝，有望成為物流包裝等行業(yè)所用木材及塑料的替代品。發(fā)泡塑木復(fù)合材料還是一種環(huán)保材料，原料來源廣（回收的二次纖維和廢舊塑料均可），制造成本低廉，其本身還可多次回收再利用，減少了塑料的使用量，降低了環(huán)境污染，也有益于保護(hù)森林資源。盡管目前國內(nèi)一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發(fā)發(fā)泡型純植物纖維緩沖包裝材料，但相比較而言，F(xiàn)W－PC因集合了木材與塑料兩者之長，因而仍在性能上更具優(yōu)勢，如強(qiáng)度更高、耐水性能更好、價(jià)格更低廉、應(yīng)用范圍更廣。
聚丙烯（PP）價(jià)格適中，力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱溫度相對(duì)較高。PP基發(fā)泡材料的發(fā)泡體系性能和發(fā)泡機(jī)理的相關(guān)研究比較深入，制備工藝已基本成熟。我國研究人員對(duì)聚丙烯基發(fā)泡塑木復(fù)合材料的研究較多，采用的木質(zhì)材料包括木粉、農(nóng)作物廢料和竹粉等，例如注塑法得到的發(fā)泡塑木復(fù)合材料微孔結(jié)構(gòu)及其增韌改性進(jìn)行研究，采用自制的塑木粒料和發(fā)泡粒料（比例9：1）在注塑成型機(jī)上進(jìn)行成型，制備出具有不同微孔結(jié)構(gòu)的PP／木纖維復(fù)合材料。對(duì)材料綜合性能的測定結(jié)果表明：注射溫度為180℃、保壓壓力為10 ＭＰａ時(shí)，所得發(fā)泡塑木復(fù)合材料的微孔平均孔徑為53μｍ，微孔密度為2.8×106個(gè)/ｃｍ3，微孔為“蜂窩”狀形貌。與未發(fā)泡的塑木復(fù)合材料相比，密度降低22％，沖擊韌性提高60％。材料中的微孔改變了裂紋擴(kuò)展方向，形成“臺(tái)階”、“分叉”，從而增加了裂紋的擴(kuò)展路徑，同時(shí)可使周圍基體變形時(shí)容易產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變。
另經(jīng)研究對(duì)木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料制備工藝與材料性質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，采用化學(xué)發(fā)泡法，利用注塑成型制備得到孔徑更小的木纖維/PP復(fù)合微孔發(fā)泡材料。該項(xiàng)研究結(jié)果表明，添加木纖維使復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著提高，且材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度高于未發(fā)泡材料，但后者的拉伸強(qiáng)度要高于木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料；復(fù)合微孔發(fā)泡材料的密度隨木纖維摻量的增加而增大，但小于未發(fā)泡材料的密度，而且當(dāng)木纖維摻量提高時(shí)，泡孔直徑先減后增，木纖維摻量為5% 時(shí)，泡孔直徑最小，為20.5μｍ。有研究顯示制備發(fā)泡塑木復(fù)合材料的主要原料選定為秸稈粉和PP，通過調(diào)整偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑與乙烯－醋酸乙烯高聚物（EEVA）的比例、偶聯(lián)劑的種類和含量擠出工藝條件參數(shù)研究最佳發(fā)泡工藝。結(jié)果表明：AC發(fā)泡劑含量為4份時(shí)，所得發(fā)泡材料密度最小為0.95ｇ/ｃｍ3，沖擊強(qiáng)度最大為14.88ｋＪ/ｍ2；當(dāng)EVA含量在12％時(shí)，材料的密度達(dá)到最小，為0.84ｇ/ｃｍ3，沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大，為11.4ｋＪ/ｍ2；偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯，MAH－ｇ－PP）為6份時(shí)，發(fā)泡材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大，為11.56ｋＪ/ｍ2；制備發(fā)泡母粒時(shí)，擠出機(jī)螺桿溫度為150℃ 時(shí)，密度達(dá)到0.94ｇ/ｃｍ3，沖擊強(qiáng)度達(dá)到12.04ｋＪ/ｍ2。以竹粉和PP為原料采用注塑法制備了發(fā)泡塑木復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)以乙烯辛烯共聚物（POE）和馬來酸酐接枝POE（POE－ｇ－MAH）作為復(fù)合材料的增韌劑。結(jié)果顯示：添加POE和POE－ｇ－MAH會(huì)略微降低材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，但可明顯提高材料的缺口沖擊強(qiáng)度，二者最佳用量分別為15％和8％；采用8％POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度為8.55ｋＪ/ｍ2，提高了35.7%，可很好地應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件。環(huán)境掃描電鏡（ESEM）測定結(jié)果顯示，增韌后的復(fù)合材料斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。動(dòng)態(tài)頻率掃描結(jié)果顯示，POOE對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響較小，而POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和復(fù)數(shù)黏度明顯增大。
