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不同树种木粉天然耐腐性对比研究

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近年来,由各种农林剩余物(如木、竹、秸秆)与热塑性树脂(如聚乙烯PE,聚丙烯PP和聚氯乙烯PVC)熔融复合制备而成的木塑复合材料(简称WPC )具有无毒环保、稳定性突出、综合力学性能优良、可循环使用以及符合国家新兴产业战略发展等优点,其应用已快速扩展至各个领域。

        在WPC发展初期,研究者们曾认为利用树脂基体包裹木粉颗粒制备而成的WPC可以完全阻止真菌等微生物的攻击。相关制造企业也将WPC防霉、耐腐等性能作为产品卖点大力宣传,致使人们一度认为WPC制品不会出现微生物侵袭问题。然而,随着WPC产业的快速发展及其制品的广泛应用,该论调被相关研究和发现所质疑,Morris等人最早在美国弗洛里达州某景观处的WPC铺板上发现了类似真菌的污点,经过分离鉴定后辨别出其菌种为褐腐真菌、自腐真菌及蓝变菌等,这一事实被报道后完全打破了传统观念。

        事实上,WPC生物耐久性的优劣极大地影响了产品的美观和使用寿命,腐朽真菌会对WPC中的木粉颗粒进行降解,使其质量发生损失,同时在腐朽过程中,真菌可经WPC表面穿透进人内部,在木粉颗粒与热塑性树脂界面的微小空隙处继续繁殖,并逐渐破坏两者的界面结合,降低材料的各项性能。通常情况下通过对WPC相容性的改善或添加不同组分防腐剂来抑制并降低材料对真菌的敏感性。木粉作为木塑复合材料的重要组分之一,不仅仅是一种普通的“填料”,其树种选取的不同,也会影响复合材料的天然耐腐性能,但现阶段相关方面的对比研究鲜见。

        基于此,笔者选用5种不同树种的木粉,包括杉木、尾巨按、马尾松、枫香和白千层,在未加任何化学防腐剂的情况下制备PVC基WPC,通过人工模拟加速试验对比研究不同组别WPC对采绒革盖菌和绵腐卧孔菌天然耐腐性差异,并采用场发射扫描电镜(SEM)和水分吸附测试深人分析腐朽菌对微观形貌及其对复合材料界面结合的影响,皆为木塑复合材料天然耐腐性能的改善,科学合理地选取较优树种的木粉提供理论依据。