利用废旧橡胶粉、塑料(HDPE)和木粉制备木橡塑三元复合材料(WRPC)是木质多元复合的新探索,在该体系中,木质材料作为增强相,起到“骨架”作用,橡胶则起到弹性增强作用,塑料基体充当复合材料中的“胶黏剂”成分,将三相材料结合在一起。本文采用挤出成型方法制备三元复合材料,系统探究了木橡塑三元复合材料的原料配比、界面改性及橡胶增韧效果评价等问题,为制备木橡塑三元复合材料提供理论基础。研究结果表明:1、三种原料之间的配比比例对材料力学性能影响显著。橡胶的加入,改善了材料的冲击强度,但削弱了材料的拉伸强度和弯曲强度。木粉与废旧橡胶粉在力学性能上具有明显的互补性。三元复合体系中,木粉用量宜在30%以上,且塑料/橡胶不小于4/6方能获得一定的强度,同时保证成型。2、研究橡胶的增韧效果时发现,将废旧橡胶粉添加到纯木塑复合材料中,在原料表面未经处理情况下,橡胶添加量为10%时,复合材料表现出较好的压缩回弹性,而冲击强度随橡胶用量在0-15%范围内的增加而增加,同时,橡胶用量为10%组,复合材料的阻尼性能最优,阻尼比较未添加橡胶组增大了67%(时域法)。3、采用马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)与硅烷(Si69)偶联剂改善复合材料的界面结合特性。MAPE添加量(占木粉)为3%、5%和8%,Si69添加量(占橡胶粉)为0.5%、1%、3%、5%。红外分析表明,经不同含量硅烷偶联剂处理后的废旧橡胶粉,其表面的羟基基团数量增多,极性增强。两种偶联剂对复合体系的流变特性的影响呈两极化趋势,5%MAPE用量下材料的剪切应力和表观黏度值最小,加工性能最优,硅烷偶联剂的用量则在3%时为最佳。两种偶联剂的配合使用可以达到较好的协同作用,提高复合材料的力学性能。MAPE用量越高,材料力学性能越好。Si69用量的选取宜与MAPE间形成良好配合,较低MAPE用量下,复合材料的力学性能随Si69添加量的增大而增大,而当MAPE用量较高时,综合考虑材料的力学性能与胶粉表面处理的方便性,Si69的用量以0.5%为宜。4、氙灯老化试验结果显示,在0-480h的老化时间内,复合材料的抗弯强度呈现先降后增最后再降的过程,橡胶改变了复合材料的老化过程,但不加速老化。偶联剂MAPE、Si69均能提高复合材料耐老化性,主要体现在老化后期材料强度的保持上。5、采用热重分析法(TGA)研究各组分材料及WPC和WRPC的热解动力学特性发现,WRPC的热解出现两个显著的失重区(230℃~380℃和430℃~580℃),分别对应木粉/废旧橡胶和HDPE的热降解。采用Flynn-Wall-Ozawa模型计算出木粉、废旧橡胶粉和HDPE热解过程平均活化能值分别为179.2KJ/mol、243.8KJ/mol和246.8KJ/mol,WPC为239.3KJ/mol,而WRPC活化能值比WPC低(200.3 KJ/mol~208.4 KJ/mol)。活化能的变化表明木、橡、塑三种原料在复合材料的热解过程中具有协同效应,废旧橡胶的掺入对复合材料的热降解特性发挥了显著的调控作用。6、采用锥形量热仪测定复合材料燃烧过程中的点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、质量损失速率(MLR)、发烟总量(TSP)以及CO、CO2的释放速率等燃烧降解性能指标。结果表明:与木塑复合材料相比,WRPC材料的点燃时间缩短,CO2释放量有所减少,而热释放速率、总热释放量及发烟总量均有所提高。因此,废旧的木橡塑复合材料可作为优良的燃料予以回收利用,废旧橡胶则能发挥助燃作用。