2 結果與分析
2 1 浸注件石蠟保護效果的研究將浸注有機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膜。石蠟保護的目的是為了防止有機單體從木材內部流出或固化過程中揮發。表 1是 69-楊浸注試件固化前保護與不保護兩種狀態下制成的木塑復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 ,保護狀態下制作的木塑復合材料其密度比素材增加一倍 ,而未保護狀態下制作的木塑復合材料其密度
增加的很少。這主要是由于升溫固化過程中有機單體從木材內部流出并揮發掉。
2 2 有機單體中加入少量還原劑ＦｅＣｌ2 對復合材料性能的影響在有機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速度和材料的性能。由于ＦｅＣｌ2 不溶于有機單體 ,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狀態下于 40～ 50℃的環境中固化 1 4ｈ。表 2是兩種狀況下制造的木塑復合材料與基材 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 ,所以這一結果是有利的。但為了證實亞鐵離子的放置被氧化失效 ,在上述試驗用浸注液放置72ｈ后 ,我們重復了上述試驗所得復合材料硬度結果為 :端面 3 3 0 0Ｎ ,弦切面 3 40 0Ｎ ,徑切面 2 43 3Ｎ。這一結果甚至小于未加ＦｅＣｌ2的硬度值。這主要可以解釋為亞鐵離子和引發劑形成了氧化還原反應 ,使二者同時失效。失去部分引發劑后 ,聚合反應效率大大降低 ,而未聚合的有機單體卻流失掉 ,結果導致復合材料硬度的大幅度降低。所以采用ＦｅＣｌ2來改善復合材料性能這一方法 ,試驗液中要定期補充亞鐵離子和化學引發劑 ,這樣才能保證生產出的木塑復合材料性能穩定。
2 3 有機單體中加入色素后復合材料性能的變化
在工業生產中 ,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外相關資料中均有研究報導 ,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。加入色素后復合材料的性能是否會發生變化以及變化的趨向是本項研究的目的。在研究中選用了三種色素 :固綠、結晶紫和透明茶。表 3是上述三種色素在同一試驗條件下的木塑復合材料的硬度值。
表 3 添加與未添加顏料的復合材料硬度
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 ,木塑復合材料的硬度在木材的三個方向上發生了變化 ,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生不利的影響。綜合各方面的情況和我們的實踐經驗 ,色素的加入量不宜太大。加入量太大時 ,會出現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入木材內部的通道 ,從而影響浸注效果 ,造成木塑復合材料的嚴重不均勻性。經實驗觀察 :色素加入量應控制在 0 5ｇ/ 1 0 0 0ｍｌ單體溶液以下。
2 4 低溫固化時間與復合材料中單體固化率的關系
在我們的固化程序中 ,先用 45～ 50℃的固化時間 4ｈ后有機單體已完全轉化成塑料 ,復合材料中已無有機單體的氣味
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