塑木復合材料兼具木質纖維和塑料的優點，同時又克服了一些限制導致木材與塑料廣泛使用的缺點，如木材的易腐爛、易被蟲蛀、吸水脫水導致尺寸的變化以及塑料的高成本和易老化等。其次在外觀方面，不同于塑料給人的廉價感，塑木復合材料擁有可設計的木制外觀，可根據不同的使用情況進行改變；在物理性能方面，塑木復合材料有著優秀的尺寸穩定性，并可根據不同狀況設計適合的配方，使其擁有多種多樣的良好的物理性能；同時擁有熱塑性塑料的容易成型的特點，可以大批量低成本生產，擁有類似木材的二次加工性能。
與塑料老化機理不同，WPC老化機理中，外界因素除光、氧和熱對老化性能的影響，水依然起到了至關重要的作用。植物纖維固有的易吸水性會導致WPC性能降低：首先，它降低了纖維和基質之間的界面粘附。在淋雨階段，水會使植物纖維與PVC界面結合瓦解，從而減小界面粘合強度，導致植物纖維與PVC間發生低效應力轉移。植物纖維的親水行為導致難以獲得纖維/基質之間的良好粘附，這限制了塑木復合材料產品的廣泛應用。其次，水會促進并加速光降解的發生，并且纖維素吸水膨脹進而使界面產生微裂紋，聚合物基體中的微裂紋可以使水分和光線更容易滲入，導致WPC老化程度和范圍向縱深發展，引起力學性能的迅速劣化；最后，毛細管效應可以通過纖維/基質界面輸送水。這些現象會引起WPC的變形或性質變化，例如膨脹、塑化甚至降解。WPC材料表面在老化過程會受到水的沖洗，其降解層和木質成分抽出物剝落，因此表面持續裸露而損失質量，從而導致降解速度加快。復合材料吸水膨脹會削弱材料的界面結合力，導致復合材料在受到外力荷載時，界面不能很好的傳遞應力，從而降低了材料的力學性能。其次，復合材料吸水產生的微裂縫為紫外線和水的進入提供了通道，導致裂紋發育迅速，使得復合材料的力學性能迅速劣化。另一方面，水分可能帶走PVC沒有包覆完整的填料，形成空洞，造成性能下降。
塑木復合材料中植物纖維和無機填料含量對材料的性能有較大影響。對于植物纖維作為以PVC為基體的復合材料填充料時，由于植物纖維內大量的?OH互相作用引起團聚現象加劇，導致材料易產生缺陷造成應力集中現象，因此復合材料力學性能隨著植物纖維含量增加呈現降低規律；而無機填料填充生物質復合材料的研究，大多數是采用碳酸鈣和粉煤灰作為填充料，由于無機填料表面積小，表面極性大，易產生無機微粉團聚導致復合材料應力集中現象；且有相關研究表明：在改性劑含量不變時，適宜的減少無機微粉的含量，能夠改善填充料與聚合物的界面形容性，從而提高復合材料機械性能，因此復合材料內聚力隨著無機微粉增加而呈現降低規律。目前在實際生產中，為進一步控制真菌對材料的危害，大多通過添加各類有毒有害的殺菌劑和防霉劑，解決塑木復合材制品的發霉問題。但殺菌劑防霉劑等化學產品大多存在高毒性高殘留等問題，與塑木復合材料環保性能不相符合；同時摻入的各類有機和無機防霉劑，有的容易受熱分解失效，有的價格昂貴會額外增加塑木復合材制品的成本，不利于其市場競爭。此外，隨著塑木復合材產業的快速發展，越來越多的塑木復合材制品被用于室內家居、工藝制品等，對材料自身的環保性能也提出了更高的要求。因此，采用新的環保方式解決塑木材料的發霉問題迫在眉睫。最新進展表明，我們能夠利用一些特定的無毒害微生物在一定的人為環境下析出有和水泥同樣功能的礦物膠著物，從而使得砂土得以固化和減少透水性，產生這種功能的材料被稱為生物水泥。微生物誘導固化其關鍵在于利用微生物分解有機物，生成陰離子，再與環境中的金屬陽離子結合從而生成沉淀結晶。環境中的巴氏芽孢桿菌，在鈣源和尿素的共同作用下形成沉淀結晶，結晶具有一定的膠結作用，改變材料微觀結構，提高微結構之間的連接作用，表現為材料力學性能的提高和微觀結構的密實度提升。由于生成的沉淀具有膠結作用，因此可廣泛應用于土體固化、混凝土損傷修復、文物修復等領域。
發布日期：2023-12-27 瀏覽次數：1232 
