木塑复合材料这种新兴的环保材料产品在世界范围得到越来越多的关注和认同，其生产量和使用量都在逐年快速增加。本书以通俗易懂的语言和简洁明了的方式，系统地介绍了制造木塑复合材料所用原料（木质纤维材料、塑料、填料和偶联剂）的种类、性能及其在产品中的作用；在材料性能方面阐述了弯曲、压缩、拉伸、热膨胀收缩、线性收缩、防滑性、吸水性状等物理力学性能的主要影响因素和变化规律；对新近引起企业和学术领域关注的热点问题，如燃烧性能、抗微生物降解性能、抗氧化性能以及流变性能等，进行了详细地阐述；在相关部分给出了原料与制品性能检测方法的国外标准，并简要介绍了具体方法。全书以大量的数据和丰富的例证作支撑材料，实用性强，理论分析深入，见解独到。
本书可供从事木塑复合材料生产、应用、产品检验和科学研究等工作的工程技术人员、科研人员和管理者阅读参考，也可供相关专业的大学生和研究生阅读。
样章试读
目录
- 前言
第1章 绪论：木塑复合材料
1.1 WPC：价格制约
1.2 WPC：品牌和制造商
1.3 弯曲强度
1.4 弯曲模量与挠度
1.4.1 铺板板材
1.4.2 楼梯踏板
1.5 热膨胀-收缩
1.6 收缩
1.7 防滑性
1.8 吸水、膨胀与翘曲
1.9 微生物降解
1.10 抗白蚁性
1.11 燃烧性
1.12 氧化与破碎
1.13 光氧化和褪色
1.14 木塑复合材料——产品、发展趋势、市场容量和动态及未解决或部分解决的问题
1.14.1 WPC产品
1.14.2 公众认知度
1.14.3 WPC市场容量和动态
1.14.4 WPC市场的竞争
1.14.5 尚未解决或仅部分解决的研发问题
参考文献
第2章 木塑复合材料铺板板材的组分：热塑性塑料
2.1 引言
2.2 聚乙烯
2.2.1 低密度聚乙烯（LDPE）
2.2.2 中密度聚乙烯（MDPE）
2.2.3 高密度聚乙烯（HDPE）
2.3 聚丙烯
2.4 聚氯乙烯
2.5 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）
2.6 尼龙6和其他的聚酰胺
2.7 结论
2.8 附录：塑料工业技术术语的定义及其缩写和塑料规范的ASTM测试
2.8.1 ASTM D 883“塑料相关的标准术语”
2.8.2 ASTM D 1600“塑料相关术语的缩写”
2.8.3 ASTM D 1784“硬质聚氯乙烯（PVC）和氯化聚氯乙烯（CPVC）的标准规范”
2.8.4 ASTM D 1972“塑料制品的通用标记应用标准”
2.8.5 ASTM D 4066“尼龙（PA）注射和挤出材料的标准分类方法”
2.8.6 ASTM D 4101“聚丙烯注射和挤出材料标准规范”
2.8.7 ASTM D 4216“硬质聚氯乙烯（PVC）和相关PVC及氯化聚氯乙烯（CPVC）建筑产品的标准规范”
2.8.8 ASTM D 4396“常压塑料管及配件用硬质聚氯乙烯（PVC）和氯化聚氯乙烯（CPVC）的标准规范”
2.8.9 ASTM D 4673“丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料及合金模压和挤出材料的标准分类方法”
2.8.10 ASTM D 4976“聚乙烯塑料模压和挤出材料标准规范”
2.8.11 ASTM D 5203“回收废旧HDPE模压和挤出材料的标准规范”
2.8.12 ASTM D 6263“硬质聚氯乙烯（PVC）和氯化聚氯乙烯（CPVC）挤出棒材的标准规范”
2.8.13 ASTM D 6779“聚酰胺（PA）模压和挤出材料的标准分类方法”
参考文献
第3章 木塑复合材料的组分：纤维素和木质纤维素填料
3.1 引言
3.2 美国WPC专利中关于纤维素填料的简要历史
3.2.1 WPC初期：热固性材料
3.2.2 纤维素在热塑性复合材料中作为增强组分
3.2.3 改善WPC的力学及其他性能
3.2.4 改善填料与聚合物基体的相容性：偶联剂
3.2.5 木塑复合材料中除HDPE以外的塑料
3.2.6 纤维素-聚烯烃复合材料粒子
3.2.7 发泡的木塑复合材料
3.2.8 可生物降解的木塑复合材料
3.3 作为填料的木质纤维的一般性质
3.3.1 化学成分
3.3.2 木质素的不利影响
3.3.3 半纤维素的不利影响：蒸气爆破
3.3.4 长径比
3.3.5 密度（比重）
3.3.6 颗粒尺寸
3.3.7 颗粒形状
3.3.8 颗粒尺寸分布
3.3.9 比表面积
3.3.10 含水率和吸水性
3.3.11 填料的吸油性
3.3.12 燃烧性
3.3.13 对复合材料力学性能的影响
3.3.14 对塑料和复合材料褪色和耐久性的影响
3.3.15 对热熔黏度的影响
3.3.16 对成型收缩率的影响
3.4 木纤维
3.4.1 木粉
3.4.2 锯末
3.4.3 稻壳
3.5 长天然纤维
3.6 造纸污泥
3.7 Biodac
3.7.1 Biodac释放的VOC
3.7.2 稻壳和Biodac在WPC中作抗氧剂
参考文献
第4章 木塑复合材料的组分：矿物质填料
4.1 引言
4.2 矿物质填料的一般性质
4.2.1 化学组成
4.2.2 长径比
4.2.3 密度（比重）
4.2.4 粒子大小
4.2.5 粒子的形状
4.2.6 粒子大小的分布
4.2.7 粒子的表面积
4.2.8 含水率：吸水能力
4.2.9 吸油能力
4.2.10 阻燃性能
4.2.11 对复合材料力学性能的影响
4.2.12 对热熔体黏度的影响
4.2.13 对成型收缩率的影响
4.2.14 热性质
4.2.15 颜色：光学性质
4.2.16 对塑料和复合材料褪色及耐久性的影响
4.2.17 健康性与安全性
4.3 填料
4.3.1 碳酸钙（CaCO3）
4.3.2 滑石粉
4.3.3 Biodac（一种纤维素和矿物质填料的混合物）
4.3.4 硅土（SiO2）
4.3.5 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）
4.3.6 云母
4.3.7 硅酸钙（CaSiO3）
4.3.8 玻璃纤维
4.3.9 粉煤灰
4.3.10 炭黑
4.4 纳米填料和纳米复合材料
4.5 结论
参考文献
第5章 木塑复合材料的组分：偶联剂
5.1 引言
5.2 本章概述
5.3 马来酸化聚烯烃（POLYBOND、INTEGRATE、FUSABOND、EPOLENE、EXXELOR、OREVAC、LOTADER、SCONA和一些不知名的系列产品）
5.4 有机硅烷（DOWCORNINGZ-6020，MOMENTIVEA-172及其他产品）
5.5 METABLENTMA3000（丙烯酸改性聚四氟乙烯）
5.6 其他偶联剂
5.7 偶联剂对木塑复合材料力学性能的影响：实验数据
5.8 交联、偶联和／或增容作用的机理
5.8.1 光谱研究
5.8.2 流变研究
5.8.3 动力学研究
5.8.4 其他方面
5.9 偶联剂对木塑复合材料性能的影响：小结
5.9.1 对弯曲和拉伸模量的影响
5.9.2 对弯曲和拉伸强度的影响
5.9.3 对吸水性的影响
5.10 与偶联剂相容和不相容的润滑剂
参考文献
第6章 木塑复合材料的密度（比重）及其对WPC性能的影响
6.1 引言
6.2 WPC密度（比重）的影响
6.2.1 对弯曲强度和模量的影响
6.2.2 对氧化和降解的影响
6.2.3 对燃烧性、引燃、火焰传播的影响
6.2.4 对含水率和吸水性的影响
6.2.5 对微生物感染／降解的影响
6.2.6 对收缩率的影响
6.2.7 对摩擦系数（滑移系数）的影响
6.3 GEODECK中空木塑板材横截面区域的密度
6.4 一些商业化木塑铺板板材的密度和重量
6.5 用沉浮法测定木塑复合材料的密度
6.6 测定比重（密度）的ASTM推荐方法
6.6.1 ASTM D 6111“利用排水法测试塑料板材和型材密度和比重的标准试验方法”
6.6.2 ASTM D 792“用排水法测定塑料密度和比重（相对密度）的标准试验方法”
6.6.3 ASTM D 1505“用密度梯度法测定塑料密度的标准试验方法”
6.6.4 ASTM D 1622“硬质泡沫塑料表观密度的标准试验方法”
6.6.5 ASTM D 1895“塑料材料的表观密度、体积因数和可倾注性的标准试验方法”
参考文献
第7章 复合材料及型材的弯曲强度和弯曲模量
7.1 引言
7.1.1 基本定义和公式
7.1.2 转动惯量
7.1.3 弯矩
7.2 ASTM推荐标准
7.2.1 ASTM D 790“未增强和增强塑料及电绝缘材料的弯曲性能标准测试方法”
7.2.2 ASTM D 6109“未增强及增强塑料板材的弯曲性能标准测试方法”
7.2.3 ASTM D 6272“未增强与增强塑料和电绝缘材料弯曲性能的四点弯曲标准测试方法”
7.3 复合材料铺板的弯曲强度
7.3.1 英制单位和国际制单位
7.3.2 中点加载或集中载荷（3点载荷）
7.3.3 1／3点加载（4点载荷或1／3跨度载荷）
7.3.4 复合材料铺板的弯曲强度
7.3.5 材料与型材的弯曲强度
7.3.6 同种材料制得的不同型材的弯曲强度
7.3.7 中点加载与1／3点加载的对比
7.3.8 1／4点加载（4点载荷）
7.3.9 均布载荷
7.3.10 温度对复合材料弯曲强度的影响
7.3.11 商业HDPE材料对复合材料铺板弯曲强度的影响
7.3.12 复合材料的密度（比重）对弯曲强度的影响
7.3.13 纯HDPE及其他塑料的弯曲强度及其与WPC产品弯曲强度的对比
7.3.14 塑料含量对复合材料弯曲强度的影响
7.3.15 一种用作楼梯踏板的铺板
7.4 复合材料铺板板材的弯曲模量
7.4.1 中点加载或集中载荷（3点载荷）
7.4.2 1／3点加载（4点载荷，或1／3跨度加载）
7.4.3 复合材料铺板的弯曲模量
7.4.4 材料和型材的弯曲模量
7.4.5 同种材料制得的不同型材的弯曲模量：实心和中空铺板板材
7.4.6 中点加载和1／3点加载的对比
7.4.7 1／4点加载（4点载荷）
7.4.8 均布载荷
7.4.9 铺板上的积雪
7.4.10 温度对复合材料弯曲模量的影响
7.4.11 商业HDPE对复合材料铺板板材弯曲模量的影响
7.4.12 复合材料的密度（比重）对弯曲模量的影响
7.4.13 塑料含量对复合材料弯曲模量的影响
7.5 纯HDPE和其他塑料的弯曲模量及其与WPC弯曲模量的对比
7.6 用于楼梯踏板的铺板：弯曲模量的重要作用
7.7 复合材料的形变：案例分析
7.7.1 风力作用下隔音墙的形变和弯矩
7.7.2 围栏的形变
7.7.3 热浴盆下面铺板的形变
7.7.4 装有热水的中空铺板的形变
7.7.5 复合材料铺板的蠕变和形变
7.8 栏杆系统
7.9 弯曲强度及剪切强度的组合：“鸟枪法”测试
7.10 WPC的数学模拟及实际情况
参考文献
第8章 复合材料型材的拉伸、压缩强度及模量
8.1 引言
8.2 基本定义和公式
8.3 ASTM推荐标准
8.3.1 ASTM D 638，“塑料拉伸性能的标准试验方法”
8.3.2 ASTM D 5083，“用直边试件测定增强热固性塑料拉伸性能的试验方法”
8.3.3 ASTM D 695，“硬质塑料压缩性能的标准试验方法”
8.3.4 ASTM D 6108，“未增强和增强塑料板材的压缩性能的标准试验方法”
8.4 复合材料的拉伸强度
8.5 复合材料的拉伸弹性模量
8.6 复合材料的压缩模量
参考文献
第9章 挤出成型木塑复合材料的线性收缩
9.1 引言
9.2 收缩的起因
9.3 收缩尺寸
9.4 WPC的密度（比重）对其收缩的影响
9.5 挤出条件对收缩的影响
9.6 复合材料板材的退火处理
9.7 索赔：GeoDeck复合材料板材
参考文献
第10章 温度作用下复合材料铺板板材的膨胀-收缩：线性热膨胀-收缩系数
10.1 引言
10.2 线性膨胀-收缩系数
10.3 膨胀-收缩系数实用性的一些限定条件
10.4 测定线性热膨胀-收缩系数的ASTM推荐测试方法
10.4.1 ASTM D 696“用玻璃硅膨胀计测定塑料在-30℃～30℃之间线性热膨胀系数的标准试验方法”
10.4.2 ASTM D 6341“测定-30F～140F（-34.4℃～60℃）之间塑料板材和型材线性热膨胀系数的标准试验方法”
10.4.3 ASTME228“用玻璃硅膨胀计测定固体材料线性热膨胀系数的标准试验方法”（已废除）
10.5 木塑复合材料的线性热膨胀-收缩系数，填料和偶联剂的影响
10.6 实例：案例研究
参考文献
第11章 复合材料铺板板材的防滑性及摩擦系数
11.1 引言
11.1.1 定义
11.1.2 解释和一些例子
11.2 塑料的防滑性
11.3 木制铺板的防滑性
11.4 木塑复合材料铺板的防滑性
11.5 推荐的测定静摩擦系数的ASTM方法
11.5.1 ASTM D 2047“用James机测量抛光-涂覆地板表面静摩擦系数的标准试验方法”
11.5.2 ASTMF1679“使用可变入射角摩擦仪（VIT）的标准试验方法”
11.5.3 ASTM D 2394“木材和木质基抛光地板材料的模拟应用测试的标准方法”
11.6 采用斜面法测量防滑性
11.7 复合材料铺板板材配方对防滑性的影响：滑动增强剂
参考文献
第12章 复合材料的吸水性及其相关影响
12.1 引言
12.2 矿物质填料对吸水性的影响
12.3 膨胀（尺寸不稳定性）和压力的产生及翘曲
12.4 短期和长期的水分吸收
12.5 ASTM推荐标准
12.5.1 ASTM D 570，“塑料吸水性的标准测试方法”
12.5.2 ASTM D 1037，“评价木质纤维和碎料板材料性能的标准实验方法”
12.5.3 ASTM D 2842“刚性发泡塑料吸水率的测试方法”
12.5.4 ASTM D 6662“聚烯烃基塑料铺板板材的标准规范”
12.5.5 ASTM D 7032“木塑复合材料铺板板材和栏杆类（栏杆或扶手）制品性能等级建立的标准规范”
12.6 复合材料中纤维素含量对吸水率的影响
12.7 板材密度（比重）对吸水率的影响
12.8 木材和木塑复合材料的含水率
12.9 吸水率对弯曲强度和模量的影响
12.10 抗冻-融循环
12.10.1 板材密度对抗冻-融性的影响——案例研究
12.10.2 板材密度和老化对抗冻-融性的影响——案例研究
12.10.3 多个冻-融循环的影响
12.11 市场上一些木塑复合材料铺板板材吸水性的对比
参考文献
第13章 木塑复合材料的微生物降解与表面“黑斑”：抗霉菌性
13.1 引言
13.1.1 微生物对复合材料的影响
13.1.2 霉菌和孢子
13.1.3 潮湿与通风：临界含水率
13.1.4 木材腐朽菌
13.1.5 生物杀灭剂与“抗霉菌性”
13.1.6 木材用防腐剂
13.2 微生物对复合材料的降解和污染
13.2.1 霉菌
13.2.2 黑霉
13.2.3 海藻类（Black Algae）
13.2.4 案例研究
13.3 微生物对木塑复合材料的侵扰
13.4 复合材料对微生物降解的敏感性和抵抗力：例证
13.5 木塑复合材料微生物生长与降解的ASTM测试方法
13.5.1 ASTM D 1413“实验室土壤-木块培养法测试木材防腐剂的标准测试方法”
13.5.2 ASTM D 2017“实验室加速测试木材天然耐腐朽性的标准方法”（已停止使用）
13.5.3 ASTME2180“测定抗菌剂在聚合物或疏水物中效果的标准测试方法”
13.5.4 ASTMG21“测定合成聚合物材料抗真菌性的标准实施方法”
13.6 配方对木塑复合材料微生物降解敏感性和抵抗力的影响
13.7 木塑复合材料用生物杀灭剂（已实际应用和正在考虑应用的）
13.7.1 硼酸锌［例如，Borogard（U.S.Borax），Fiberguard（Royce International）］
13.7.2 偏硼酸钡（Barium Metaborate，Busan）
13.7.3 灭菌丹［Folpet，Fungitrol 11，Intercide TMP（羧酰亚胺）］
13.7.4 百菌清（四氯酚酞），Nuocide 960
13.7.5 OBPA，Intercide ABF（10，10′-氧代双吩吡），Vinizene BP 5-5
13.7.6 IPBC，Polyphase，Troy，Intercide IBF（2-碘代-2-炔丙基-n-丁基氨基甲酸酯，3-碘代-2-炔丙基-n-丁基氨基甲酸酯）
13.7.7 OIT，DCOIT，辛噻酮，Micro-Chek，Intercide OBF（2-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮）
13.7.8 吡啶硫酮锌，奥麦丁锌，Intercide ZNP，巯基嘧啶-1-氧化锌
13.7.9 噻苯咪唑，Irgaguard F3000，2-（4-噻唑基）-1H-苯并咪唑2-（4-Thiazolyl）-1H-benzimidazole，4-（2-苯并咪唑）-噻唑，涕必灵，MK-360，TBZ
13.8 生物杀灭剂：实验室加速测试数据和实践数据
参考文献
第14章 木塑复合材料的燃烧性及耐火等级
14.1 引言
14.2 木材的燃烧性
14.3 复合材料的引燃性
14.4 复合材料的火焰传播指数和耐火等级
14.5 矿物质填料对燃烧性的影响
14.6 烟、有毒气体及发烟指数
14.7 塑料和复合材料用阻燃剂
14.7.1 塑料用阻燃剂
14.7.2 对某些溴系阻燃剂的限制或禁止
14.7.3 含氯阻燃剂
14.7.4 三水合氧化铝（ATH）和氢氧化镁（MDH）
14.7.5 ATH脱水：定量的测试方法
14.7.6 木塑复合材料用阻燃剂
14.7.7 纳米粒子作为阻燃剂
14.8 ASTM推荐标准
14.8.1 ASTM D 635“水平放置塑料的燃烧速率和／或燃烧程度及燃烧时间的标准试验方法”
14.8.2 ASTM D 1929“塑料引燃温度的标准测定方法”
14.8.3 ASTM E 84“建筑材料表面燃烧特性的标准试验方法”
14.8.4 ASTM E 1354“采用耗氧仪测试材料和制品的热和可见烟释放速率的标准试验方法”
14.8.5 E 162“采用辐射热源测量材料表面可燃性的标准试验方法”
14.8.6 E 662“固体材料发烟的比光密度标准试验方法”
14.9 复合材料铺板和铺板板材的耐火性能
参考文献
第15章 建筑复合材料的热氧化和光氧化降解及使用寿命
15.1 塑料和塑料基复合材料的使用寿命介绍：实例
15.2 热氧化、光氧化、氧化降解和产品破碎与破坏
15.3 加速复合材料氧化降解的因素
15.3.1 复合材料的密度（比重）
15.3.2 温度
15.3.3 聚合物的物理和化学结构
15.3.4 塑料来源（原生，回收）
15.3.5 纤维素纤维的类型和用量
15.3.6 矿物质填料的类型和用量
15.3.7 应力的存在
15.3.8 金属催化剂的存在
15.3.9 水分的存在
15.3.10 抗氧剂及其用量
15.3.11 太阳辐射（紫外光）
15.3.12 回收料用量（如果使用的话）
15.4 ASTM推荐标准
15.4.1 ASTM氧化诱导时间检测方法
15.4.2 塑料里酚类抗氧剂的ASTM测试方法
15.5 复合材料铺板和栏杆系列制品的表面温度
15.6 无抗氧剂GEODECK铺板在美国各地的使用寿命
15.7 复合材料铺板板材的OIT和使用寿命
15.8 目前市场上的木塑复合材料铺板板材的耐用性（氧化降解方面）
15.9 GeoDeck铺板板材的氧化降解和破碎：案件起因和问题的解决
15.9.1 问题出现前板材的密度、孔隙度和力学性能
15.9.2 问题的出现
15.9.3 GeoDeck板材在2003年10月前的密度
15.9.4 破碎问题的纠正
15.10 补充：利用差示扫描量热法检测填充复合材料氧化诱导时间的方法
15.11 案例研究
15.11.1 亚利桑那州的GeoDeck铺板板材
15.11.2 马萨诸塞州的GeoDeck铺板板材
15.12 主动收回的GEODECK产品
15.13 GEODECK问题铺板：安装时间与索赔
参考文献
第16章 建筑复合材料的光氧化和褪色
16.1 引言
16.1.1 如何衡量褪色
16.1.2 褪色：一些定义的介绍
16.2 木塑复合材料的加速老化和自然老化及它们之间的相关性：加速因子
16.3 商业化木塑复合材料的褪色
16.4 由于氧化造成的复合材料铺板板材的褪色与碎裂
16.5 加速或减缓复合材料褪色的因素
16.5.1 复合材料的密度（比重）
16.5.2 温度
16.5.3 紫外光吸收剂及其用量
16.5.4 颜料及其用量
16.5.5 抗氧剂及其用量
16.5.6 塑料的来源（纯塑料与回收塑料）
16.5.7 复合材料中水分的影响
16.5.8 纤维素的含量和种类
16.5.9 挤出成型与注塑成型的木塑复合材料
16.6 ASTM推荐标准
16.6.1 ASTM D 2565“室外用塑料的氙弧灯暴露的标准规范”
16.6.2 ASTM D 1435“塑料室外老化的标准规范”
16.6.3 ASTM D 4329“塑料荧光紫外暴露的规范”
16.6.4 ASTM D 4364“用聚集自然光法进行塑料室外加速老化测试的规范”
16.6.5 ASTM D 4459“室内用塑料的氙弧暴露规范”
16.6.6 ASTM D 5071“可光降解塑料暴露于氙弧装置中的规范”
16.6.7 ASTM D 5208“可光降解塑料荧光紫外暴露的规范”
16.6.8 ASTM D 5272“可光降解塑料的室外暴露测试规范”
16.6.9 ASTMG155“非金属材料暴露试验的氙弧灯设备操作规范”
16.7 附录
参考文献
第17章 流变学及复合材料用塑料的选择
17.1 引言：纯塑料、填充塑料、复合材料和再生材料的流变学
17.2 基本定义和方程
17.2.1 剪切速率、剪切应力、剪切黏度、动态黏度、表观黏度、极限黏度
17.2.2 剪切变稀效应和幂律方程
17.2.3 沿毛细管方向的体积流量和压力梯度
17.2.4 壁面滑移现象
17.2.5 Rabinowitsch修正
17.3 毛细管流变仪领域的ASTM推荐方法
17.3.1 ASTM D 1238-04，“利用挤压式塑性计测定热塑性塑料熔体流动速率的标准试验方法”
17.3.2 ASTM D 3835-02，“用毛细管流变仪测定聚合物材料性能的标准试验方法”
17.3.3 ASTM D 5422-03，“用螺旋挤压毛细管流变仪测定热塑性材料性能的标准试验方法”
17.4 与旋转流变仪有关的ASTM推荐标准
17.4.1 ASTM D 4440-01，“塑料的标准试验方法：动态力学性能——熔体流变学”
17.4.2 ASTM D 4065-01，“塑料的标准试验方法：动态力学性能——方法的采用与报告规程”
17.5 常规观测
17.5.1 纯塑料
17.5.2 复合材料
17.6 复合材料和塑料流变学几乎未知的领域
17.6.1 填料粒径对复合材料流变性的影响
17.6.2 偶联剂、润滑剂和聚合物加工助剂的影响
17.6.3 复合材料如何选择不同来源的塑料
17.6.4 木塑复合材料再生料的流变性
17.6.5 塑料及其复合材料和再生料的熔体破裂：表面撕裂
参考文献
京公网安备 11010102004214号