Prüfung der Biegefestigkeit und des Elastizitätsmoduls von Verbundwerkstoffen mit einem Xenonlampen-

Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe sind hauptsächlich Rohstoffe aus Erntestroh und natürlichen Holzfaserabfällen, wobei Kunststoffmodifikationen und Polymergrenzflächenchemie und andere technische Mittel verwendet werden, um verarbeitete thermoplastische Abfallmaterialien und pulverisiertes Holz zu kombinieren. Pulver, Lösungsvermittler, Stabilisatoren, Haftvermittler usw. werden zusammengeschmolzen, geknetet und geknetet, um Granulate oder Fragmente zu bilden, und dann unter hoher Temperatur und hohem Druck extrudiert und gekühlt, um hochwertiges reversibles und recycelbares Material zu bilden. .. Es wird verwendet in Baumaterialien, Bodenbeläge, Verpackungen, Dekoration und andere Bereiche sind weit verbreitet [2J. Die Außenanwendung von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen wird durch verschiedene Umweltfaktoren wie Sonnenlicht beeinflusst, daher ist die Erforschung ihrer beschleunigten Alterung von großer Bedeutung.

1 Testmaterialien und -geräte
1.1 Testmaterialien
Testmaterialien sind Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe mit zwei Rezepturen, Holzpulver/HDPE und Reisschalen/HDPE-Verbundwerkstoffe, Fasern, das Massenverhältnis von Kunststoff zu Kunststoff beträgt ca. 70:30, die alle durch Extrusion hergestellt werden. Nach der Verarbeitung beträgt die Nenngröße des Prüfmaterials 160 mm x 25 mm x 8 mm.
1.2 Prüfgeräte und -methoden
Alle Proben werden gemäß IS04892-2 Xenonlampen-Expositionstestmethode in die Xenonlampen-Wetterbeständigkeitstestbox gelegt, wobei ein Expositionszyklus auf 2 Stunden eingestellt wird, davon Xenonlampenbestrahlung beträgt 108 Minuten, gefolgt von kontinuierlichem Besprühen mit Wasser und Bestrahlung mit einer Xenonlampe für 12 Minuten, und der Biegefestigkeits- und Elastizitätsmodultest wurde alle 250 Stunden durchgeführt. Der Abstand beträgt 112 mm und die Testbelastungsgeschwindigkeit 10 mm/min. Die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul des Materials werden gemessen und es werden jedes Mal 6 Stück als Probe genommen und der Durchschnittswert wird nach dem Sieben erhalten.

2 Ergebnisse und Analyse
2.1 Änderungen der Biegeeigenschaften nach Xenonlichtbogen-beschleunigter Alterung
Tabelle 1 zeigt Holzmehl/HDPE- und Reisschalen/HDPE-Co-Verbundmaterialien, die durch Xenonlichtbogen beschleunigt wurden Biegeleistungsdaten zu verschiedenen Zeiten während des Alterungsprozesses . Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass nach der beschleunigten Alterung der beiden Verbundmaterialien die Biegeeigenschaften der beiden Verbundmaterialien unterschiedlich stark abnahmen und mit zunehmender Alterungszeit die Biegefestigkeit der beiden Verbundmaterialien abnahm. Es wird durch den Abbau und Verlust von Holzpulver, Reishülsen und Polyethylen hoher Dichte (HDPE) verursacht, aus denen das Verbundmaterial besteht. Holzmehl/HDPE- und Reisschalen/HDPE-Verbundstoffe weisen nach gleichzeitiger Alterung ähnliche abnehmende Trends in der Biegefestigkeit und im Elastizitätsmodul auf, was mit ihrer ähnlichen Zusammensetzung zusammenhängt. In diesem Experiment wurden die beiden Verbundmaterialien verwendetmit einem Sprühgerät in eine Xenonbogen-Beschleunigungsalterungsbox gegeben, und die Materialien wurden sowohl hellen als auch feuchten Umgebungen ausgesetzt. Unter der Bestrahlung mit einer Xenonlampe wird die Polymermatrix des Verbundmaterials und des Holzpulvers und der Reishülse verändert, und der Photoabbau von HDPE beruht auf der Erzeugung freier Radikale, die durch Vernetzung und Kettenspaltung beendet werden. Im Mechanismus des UV-Abbaus stehen Vernetzung und Kettenspleißen in einer konkurrierenden Beziehung, und mit beschleunigter Alterung wird die Rolle der Vernetzung im Medium offensichtlicher, und Kettenspleißen erzeugt mehr frei bewegliche Ketten und sekundäre Rekristallisation . Die Wirkung und der Mechanismus des Photoabbaus besteht darin, Risse auf der Oberfläche des Verbundmaterials zu erzeugen und zu einer Abnahme der Festigkeit und Steifigkeit zu führen; Der Photoabbau von Holzmehl und Reishülsen erfolgt hauptsächlich auf dem Lignin auf der Oberfläche des Verbundmaterials, so dassAn der Oberfläche wird mehr Lignin produziert. 】. Während des Alterungsprozesses hält Sprühwasser das Material in einer feuchten Umgebung, und die Feuchtigkeit greift die Grenzfläche zwischen Holzpulver, Reisschale und Polymermatrix an. Polyethylen hoher Dichte (HDPE), wodurch die Bindungsstärke der Grenzfläche verringert und Holz verursacht wird Faser. Zwischen der Polymermatrix und der Biegefestigkeit und dem Elastizitätsmodul des Verbundmaterials tritt eine geringe effiziente Spannungsübertragung auf; Darüber hinaus beschleunigt die Anwesenheit von Wasser den Prozess des Photoabbaus, was zu einer Ausdehnung der Zellwand und einer Abnahme der Grenzflächenbindungsstärke und Mikrorissen führt. Die Erzeugung von Feuchtigkeit und Licht erleichtert Feuchtigkeit und Licht das Eindringen in das Verbundmaterial. Daher nahmen im Experiment die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul von Holzpulver, HDPE und Reisschalen/HDPE-Verbundstoffen mit der Verlängerung der Alterungszeit ab.
Tabelle 2 und Tabelle 3 sind

Holzmehl/HDPE, Reishülse/HDPE Festigkeit, Modul von Elastizität und Retentionsrate von Verbundwerkstoffen nach Alterungsbehandlung mit Xenonlampe für 1500 Stunden.
Aus Tabelle 2a und Tabelle 3 ist ersichtlich, dass nach 250 Stunden beschleunigter Alterung mit einer Xenonlampe die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul der beiden Verbundmaterialien signifikant abnahmen und die Prozentsätze der Beibehaltung der Biegefestigkeit 91,09 % und 91,09 % betrugen. , bzw. 91,10 %, während die Retentionsraten des Elastizitätsmoduls 88,86 % bzw. 86,36 % betrugen; aber in der anschließenden Alterungszeit nahmen die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul des Materials langsam ab, und die verbleibenden Retentionsraten der Biegefestigkeit und des Elastizitätsmoduls von Holzmehl/HDPE-Verbundstoffen betrugen 86,56 %, 80,27 % bzw. 84,44 %. 76,37 %, die Restretentionsrate der Biegefestigkeit und des Elastizitätsmoduls von Reishülsen/HDPE colegt jeweils 86,59 % - 79,85 % - 82,58 % fest. 76,07 %, und in einigen Alterungsperioden sind die Retentionsraten der Biegefestigkeit und des Elastizitätsmoduls im Wesentlichen gleich; nach Alterung der Xenonlampe für 1500 Stunden betrugen die Restfestigkeitserhaltungsprozentsätze von Holzmehl, HDPE und Reisschalen/HDPE-Verbundstoffen 77,29 % bzw. 76,73 %, während die Elastizitätsmodulerhaltungsprozentsätze 75,81 % und 73,48 % betrugen. In den ersten 250 Stunden der Alterung werden die mechanischen Eigenschaften der beiden Verbundmaterialien stark reduziert, teilweise aufgrund des Einflusses von Lichtabbau und Feuchtigkeit in der feuchten Umgebung, und zum anderen durch den Unterschied in den Materialien, was weitere Forschung und erfordert Diskussion; bei 500 Während der Alterungszeit von ~1250 Stunden nehmen die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul des Verbundmaterials langsam ab, da sich während des Alterungsprozesses einige Substanzen an der Oberfläche des Materials angelagert habenHoffnungen, wurden nicht durch Sprühen weggespült; Während der Alterung von 1500 Stunden erreicht es eine bestimmte Zeit, Oberflächenaggregate werden abgerieben, Wasser dringt in das Innere des Verbundmaterials ein und die Verbindung zwischen der Faser und der Matrix wird schwächer, sodass auch die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul verringert werden . Untersuchungen von Starkl4' et al. aus dem Jahr 2003 ergaben, dass die mechanischen Eigenschaften der Materialien nach der Aufbrauchung von Holz-Kunststoff-Verbundtüren nach UV-Alterung schließlich nachlassen. Die Ergebnisse dieses Experiments stimmen damit überein. Während des Alterungsprozesses des Materials innerhalb von 2000 Stunden nahmen der Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit des Verbundmaterials signifikant ab, aber es gab im Wesentlichen keine Änderung in der anschließenden Alterungszeit, weil dieser Versuch nur 1500 Stunden Xenonlampenalterung durchführte, also einige Schlussfolgerungen sind noch ungewiss. Eine Folgestudie ist in VorbereitungIng. Schut C5 geht davon aus, dass UV-Strahlung und Spritzwasser einen interaktiven Effekt auf die Verfärbung von Materialien haben. Die Schäden, die durch UV-Strahlung und Spritzwasser an Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen verursacht werden, sind viel größer als die, die durch UV-Strahlung oder Spritzwasser allein verursacht werden. Zur gleichen Zeit, Nicole M., wurde auch entdeckt, dass das extrudierte 50% Holzpulver/HDPE-Verbundmaterial in zwei verschiedene Xenonlichtbogen-Beschleunigungsboxen gelegt wurde, und der Elastizitätsmodul und Biegefestigkeitsverlust des Verbundmaterials m im Xenonlichtbogen Alterungsbox mit Sprühgeräten verglichen. Im Ernst, der Hauptgrund ist, dass die Alterungsschicht auf der Oberfläche des Materials und der Holzextrakt durch das Sprühen weggespült werden, was zu einer Verringerung der Bindungsfähigkeit zwischen den Grenzflächen des Verbundmaterials führt.
2.2 Analyse der Varianz der Biegeeigenschaften der Xenonlampe bei beschleunigter Alterung
Verständnis des Einflusses unterschiedlicher Alterungszeiten und verschiedenerUm die Biegefestigkeit und den Elastizitätsmodul des Materials zu untersuchen, wurden die Testdaten ohne Wiederholung mit der SPSS-Software analysiert. Zwei-Faktor-Varianzanalyse [6], die Ergebnisse sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 dargestellt. Nach dem Xenonlampen-Alterungstest, unter einem bestimmten Freiheitsgrad, ist die Varianzanalyse der Biegefestigkeit der beiden Verbundmaterialien in Tabelle 4 zeigt, dass die Wahrscheinlichkeits-P-Werte der Teststatistiken der Faktoren „Alterungszeit“ und „Materialart“ 0,002 bzw. 0 betragen. .793, die proDie Wahrscheinlichkeit der Teststatistik „Materialtyp“ ist signifikant größer als das signifikante Niveau oder (oder = 0,05), was darauf hinweist, dass der Faktor „Materialtyp“ die Biegefestigkeit des Verbundmaterials nicht signifikant beeinflusst, während die Teststatistik „Alterungszeit“ Die Wahrscheinlichkeit der Größe ist kleiner als das Signifikanzniveau d, was darauf hinweist, dass der Faktor „AlterungAlterungszeit“ hat einen sehr signifikanten Einfluss auf die Biegefestigkeit des Verbundwerkstoffs; die Varianzanalyse der Elastizitätsmoduln der beiden Verbundwerkstoffe in Tabelle 5 Süd zeigt, dass die Faktoren „Alterungszeit“ und „Die Wahrscheinlichkeit P-Werte ​​der Teststatistik sind von „Materialart“ 0,001 bzw. 0,824 und die Wahrscheinlichkeit der Teststatistik von „Materialart“ ist signifikant größer als das Signifikanzniveau a (a-0,05), was darauf hinweist, dass der Faktor „Materialart " hat keine signifikante Wirkung auf den Elastizitätsmodul des Verbundmaterials, und die Wahrscheinlichkeit der Teststatistik "Alterungszeit" ist geringer als das signifikante Niveau Ot, was darauf hinweist, dass der Faktor "Alterungszeit" eine hochsignifikante Auswirkung auf die Elastizität hat Modul des Verbundwerkstoffs.
Eine ausführliche Analyse von Tabelle 4 und Tabelle 5 zeigt, dass die Faktoren "Alterungszeit" und "Materialtyp" ähnliche Auswirkungen auf die Biegung habenFestigkeit und Elastizitätsmodul der beiden Verbundmaterialien, und der Faktor „Alterungszeit“ hat einen sehr signifikanten Einfluss auf beide, während der Faktor „Materialtyp“ keinen signifikanten Einfluss auf beide hat

3 Fazit
①Die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul der beiden Verbundmaterialien nehmen mit der Verlängerung der Alterungszeit der Xenonlampe ab, und die beiden Verbundmaterialien haben einen ähnlichen Abwärtstrend.
②Die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul von Holzmehl /HDPE-Verbundwerkstoffe sanken auf 77,29 % bzw. 75,81 %; die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul von Reisschalen/HDPE-Verbundwerkstoffen sanken auf die ursprünglichen 76,73 % bzw. 73,48 %.
③ Eine nicht wiederholte Zwei-Faktoren-Varianzanalyse wurde an der Alterungszeit und den Testmaterialien durchgeführt. Die Alterungszeit beeinflusste signifikant die Biegefestigkeit und den Elastizitätsmodul des Materials; während die Art des Materials einen signifikanten Einfluss auf hatteBiegefestigkeit und Elastizitätsmodul des Materials. Keine signifikante Wirkung.