Come migliorare la resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici dei materiali compositi in legno e plastica (principalmente decking WPC)？

Come migliorare la resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici di composito di legno e plastica materiali (principalmente Decking in WPC)？

L'invecchiamento e i danni climatici dei materiali compositi legno-plastica WPC si manifestano principalmente con gli effetti dell'umidità, della luce e della temperatura durante l'uso sul loro colore, sulle proprietà fisiche e sulle proprietà meccaniche.
Decking in WPC è generalmente dotato di funzioni di resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici mediante l'aggiunta di modificatori resistenti all'invecchiamento e agli agenti atmosferici, il trattamento della matrice principale del WPC e l'aggiunta di cariche.
Aggiungere modificatori anti-invecchiamento e resistenti agli agenti atmosferici

Grazie ai suoi vantaggi di semplicità operativa e di facile implementazione, l'aggiunta di agenti antinvecchiamento e modificatori degli agenti atmosferici è diventata un metodo comunemente utilizzato per l'antinvecchiamento e la modifica degli agenti atmosferici dei WPC. Uno studio ha testato l'effetto di diversi contenuti di stabilizzatori UV sulla resistenza naturale agli agenti atmosferici di materiali compositi in PP rinforzati con polvere di quercia, sulla base della norma ASTMD1435-03. È emerso che gli stabilizzatori UV possono migliorare significativamente la resistenza agli agenti atmosferici dei WPC. È emerso che gli stabilizzatori UV possono migliorare significativamente la resistenza agli agenti atmosferici del WPC e che la quantità ottimale di aggiunta è 1,0%.
Gli assorbitori UV possono migliorare efficacemente la solidità del colore superficiale e la resistenza all'acqua delle pavimentazioni in legno plastico a base di polietilene ad alta densità (HDPE), ma a causa dell'esposizione ad alte temperature, la resistenza alla flessione delle pavimentazioni in legno plastico è ridotta. Decking in WPC si riduce. Gli stabilizzatori alla luce possono anche migliorare efficacemente la resistenza all'invecchiamento dei WPC, ridurre il degrado delle proprietà meccaniche causato dall'invecchiamento e non hanno effetti significativi sulla differenza di colore dei WPC prima e dopo l'invecchiamento.

Il borato di zinco e gli stabilizzatori della luce (compresi gli stabilizzatori della luce a base di ammine inibite e gli assorbitori UV) possono prevenire efficacemente i danni dei raggi UV al WPC, tra cui il composito di stabilizzatore della luce a base di ammine inibite e borato di zinco e il composito di assorbitori UV e borato di zinco hanno prestazioni migliori contro l'invecchiamento da raggi UV. La vitamina E può limitare la foto-ossidazione del WPC a base di PP. Quando il contenuto di vitamina E è pari a 0,4% e 1,2%, il WPC presenta migliori prestazioni di flessione, minore sbiadimento del colore e crepe superficiali e una resistenza agli agenti atmosferici notevolmente migliorata. Pertanto, la vitamina E è un efficace agente anti-fotodegradazione per i materiali compositi.

A causa del prezzo elevato della vitamina E, è possibile utilizzarla in combinazione con antiossidanti fosfatici. La combinazione di 0,2% di vitamina E e 1,0% di antiossidanti fosfatici non solo ha un impatto ridotto sulla resistenza alla flessione e sul modulo elastico del WPC, ma riduce anche in modo significativo i cambiamenti di colore e le crepe sulla superficie del WPC, migliorando in modo significativo la sua resistenza agli agenti atmosferici. Inoltre, solventi idrofili come il polietilenglicole e alcoli grassi a catena lunga idrofobici, nonché composti metallici come il biossido di titanio modificato, possono migliorare efficacemente l'invecchiamento e la resistenza agli agenti atmosferici del WPC.

Trattamento della matrice dei componenti principali del WPC
Il trattamento dei componenti principali del WPC, compresi i materiali lignei e plastici, è un altro modo per migliorare la resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici del WPC. I ricercatori sono soliti pretrattare i materiali legnosi utilizzando l'acetilazione o gli agenti di accoppiamento per trattare la polvere di legno, per poi comporla con l'HDPE e ottenere WPC con una resistenza alla degradazione UV, alla corrosione e all'umidità significativamente migliorata.
L'uso di acetato, propionato e benzoato per la modifica dell'esterificazione della polvere di legno di pioppo ha un impatto significativo sulla resistenza agli agenti atmosferici, sulla durabilità biologica e sulle proprietà fisiche e meccaniche dei compositi a base di HDPE. La superficie dei WPC a base di polvere di legno esterificata presenta crepe e cambiamenti di colore minimi causati dagli agenti atmosferici, migliorando la durabilità e avendo un buon effetto inibitorio sui funghi del marciume bruno e del marciume bianco. Il trattamento di tintura della polvere di legno può migliorare l'invecchiamento e la resistenza agli agenti atmosferici del WPC. Il WPC preparato con la tintura della polvere di legno ha un valore di lucentezza superficiale più elevato, un minor numero di crepe e un impatto minore sulle prestazioni di piegatura.
Dopo l'estrazione della polvere di legno (compresa l'estrazione con toluene/etanolo, acetone/acqua e acqua calda) o la delignificazione (trattamento con clorito di sodio/acido acetico), il cambiamento di colore superficiale del WPC a base di HDPE preparato dopo l'esperimento di invecchiamento accelerato è molto ridotto, con un'elevata resistenza alla flessione, alla flessione statica e al modulo elastico, e una resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici notevolmente migliorata.
Inoltre, la ricerca sul pretrattamento delle materie plastiche ha rilevato che una frazione di massa 30% di sospensione di diisocentilftalato viene mescolata accuratamente con HDPE per 30 minuti a 75 ℃, quindi si aggiungono stearato di zinco, stabilizzatore ultravioletto e polvere di pino al WPC composito. Gli esperimenti di resistenza agli agenti atmosferici hanno dimostrato che maggiore è il contenuto di stabilizzante, migliore è la resistenza ai raggi UV e all'invecchiamento e agli agenti atmosferici del WPC.
Utilizzando la tecnologia di stampaggio a trasferimento di resina sotto vuoto, il metilene difenil diisocianato/poliolo è stato iniettato in materiali compositi a base di fibre tessute per preparare materiali compositi rinforzati. La resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici è stata valutata sulla base di esperimenti di invecchiamento accelerato. I risultati hanno mostrato che il tasso di variazione del colore e la variazione totale del colore del materiale composito erano inferiori a quelli del materiale composito non trattato e la modifica della resina ha migliorato la resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici del materiale composito.

Aggiunta di riempitivi
Secondo quanto riportato in letteratura, l'aggiunta di cariche può anche migliorare efficacemente la resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici del WPC. L'effetto di cariche di carbonio come nerofumo, grafite, grafite espandibile, nanotubi di carbonio e fibre di carbonio sull'invecchiamento e sulla resistenza agli agenti atmosferici del WPC a base di PP è stato studiato sulla base di esperimenti di invecchiamento accelerato. È emerso che le cariche di carbonio possono efficacemente sopprimere i cambiamenti di colore della superficie del WPC e migliorare le sue prestazioni di invecchiamento e resistenza agli agenti atmosferici, con la fibra di carbonio che ha un effetto migliore.
I riempitivi inorganici, come il nano carbonato di calcio e la polvere di talco, possono non solo aumentare efficacemente la resistenza al degrado e agli agenti atmosferici dei materiali compositi, ma anche migliorarne le proprietà meccaniche. L'esperimento di invecchiamento accelerato ai raggi UV di WPC a base di HDPE rinforzato con argilla rossa modificata con agente di accoppiamento silano ha evidenziato che il riempimento con argilla rossa modificata con agente di accoppiamento silano può prevenire efficacemente la fotodegradazione del WPC. Quando la quantità di agente di riempimento aggiunto è pari a 5%, il cambiamento di colore del WPC è minimo e le prestazioni di resistenza all'invecchiamento sono le migliori.