木塑复合材料(wood plastic composites--WPC)是一种以植物纤维与塑料混合并辅以其他助剂经过一系列加工工艺复合后而得到的性能优异的复合材料,该材料具有比原木更好的稳定性、耐腐蚀性、轻量性,比原树脂更好的力学性能、环保性能等优点,拥有非常高的实际应用价值。但是树脂基体与增强材料之间的界面结合较差是存在木塑复合材料中的主要问题,如何提高二者的相容性一直是推动木塑产业的关键因素。因此,急需制备一种工艺操作简单、性能高效的界面改性剂。近年来,一种采用多种单体接枝共聚而成的多单体接枝共聚物成为木塑复合材料的高效相容剂。多单体接枝共聚物作为木塑复合材料的相容剂具有潜在的实用价值,多单体接枝共聚物接枝效果好,对界面相容性影响较大,而且成本低廉。因此,制备出一种高效增容的三单体接枝共聚物作为界面改性剂,并将其应用在木塑复合材料中,系统地研究界面改性剂对WPC界面相容性和力学性能的影响规律,这对WPC的工业化生产具有十分重要的意义。本论文首先利用三单体马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)分别通过熔融接枝法和固相接枝法对高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)进行接枝改性制备界面改性剂,然后采用热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)、红外光谱法(FTIR)、偏光显微镜法(POM)等方法进行分析研究,FTIR分析结果表明通过熔融接枝法和固相接枝法成功的将极性单体接枝在聚烯烃分子链上,熔融接枝法制得改性剂PP-g-MAH/MMA/BA(M-GPP)和HDPE-g-MAH/MMA/BA(M-GPE),固相接枝法制得界面改性剂PP-g-MAH/MMA/BA(SP-GPP)和HDPE-g-MAH/MMA/BA(SP-GPE)。POM和DSC分析结果表明降温结晶过程中由于极性单体的引入,分子间的相互作用增加,以致改变了原聚烯烃的结晶形态及结晶速率,结晶温度和结晶度都有一定的降低。在此基础上,将界面改性剂添加于聚烯烃当中,考察界面改性剂对聚烯烃性能的影响,以便作为界面改性剂在木塑复合材料中的添加用量的参考。结果表明,随着界面改性剂M-GPP或SP-GPP用量的增加,聚烯烃力学性能逐渐增加,当添加量达到7份时,趋向于稳定或略有下降。此时,聚烯烃的力学性能较稳定。随着界面改性剂M-GPE或SP-GPE用量的增加,聚烯烃力学性能逐渐降低,当添加量达到9份时,缓慢下降且趋向于稳定。其次,采用四种界面改性剂SP-GPP、SP-GPE、M-GPP、M-GPE改善木塑复合材料的界面相容性。研究结果表明,木塑复合材料的力学性能随着改性剂含量的增加而呈现出先增加后减小的趋势,而且熔融接枝法制备的界面改性剂对复合材料性能的影响大于固相接枝法制备的。当界面改性剂M-GPP的添加量为5份时,WF/PP的综合力学性能达到最佳值,拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别提高了63.1%、53.5%、20.3%,改性剂M-GPE的添加量为7份时,WF/HDPE的力学性能达到最佳值,其拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别提高了24.5%、22.05%、45.2%。SEM可直观看出添加界面改性剂前后,两相间的界面状态由清晰可见变成模糊不清,FTI R表明,改性剂与木粉中的羟基发生了酯化反应,在材料中起到了桥梁作用。数学模型的计算结果表明,复合材料的界面粘结强度参数B随着纤维含量的增加而降低。再次,采用蒸和煮的方式对木粉和蔗渣进行预处理。FTIR表明,植物纤维蒸煮前后内在的化学键没有发生大的变化,是一个物理过程。SEM观察蒸煮前后的植物纤维的表面微观结构,发现仅有一些小分子杂质变少,表面略变光滑,无明显的形貌变化。力学性能分析知,煮过的植物纤维对聚烯烃的增强效果优于蒸过的纤维。最后,采用熔融接枝法对聚丙烯蜡(PPW)和聚乙烯蜡(PEW)改性,制得低分子量界面改性剂PPW-g-MAH/MMA/BA(M-GPPW)和PEW-g-MAH/MMA/BA(M-GPEW)。将M-GPPW和M-GPEW分别与M-GPP和M-GPE配合使用,得到复合型界面改性剂M-GPP/GPPW和M-GPE/GPEW,并将其应用于改善预处理过的木塑复合材料的界面相容性。结果表明,相比于使用单一的改性剂,复合型界面改性剂对木塑复合材料的力学性能影响更大,复合型改性剂M-GPP/GPPW/和M-GPE/GPEW的最佳配比为8/2,此时材料的力学性能最佳。