PE基木塑复合材料弹性模量的动态测量

木塑复合材料的发展既符合国家经济形势发展的需要，也符合国家发改委等部门《关于加快推进木材节约和代用工作的意见》等产业政策的要求。今后几年，我国木塑复合材料将以年均30％～50%的速度增长，这个朝阳产业将为社会带来巨大的经济效益和环保效益。木塑复合材料兼顾了植物纤维和塑料的双重特性，被广泛应用于建筑及汽车、园林、室内装潢、交通运输、农业和军工等行业。木塑复合材料所用的木纤维全部来自天然植物纤维。植物纤维原料具有可反复加工、自然再生、可生物降解、密度低、长径较大、比面积大等特点，是木材的理想替代品。此外，植物纤维作为一种增强材料用于热塑性塑料中还显示了其较好的力学性能，如比强度高、硬度低、对加工设备磨损小等。从资源和环保角度看，木塑复合材料的原料是以木材加工剩余物、废旧木材和非木材植物纤维原料（麦秸、稻草、稻壳等）为主，其主要优点包括无木材制品的缺陷却有类似木质的外观，比塑料硬度高，耐用，可一次成型且无加工剩余物，最有效地利用了原材料，能制得色彩绚丽的各种制品，能重复使用和回收再利用，维修费用低等。缺点是韧性低于母体塑料，加工设备、下游装置、磨具均需作相应的调整和改造。木塑复合材料的成分分为基体、填充物及添加剂三部分。由于植物纤维在高于200℃时容易分解，因此用作木塑基体的材料熔点必须低于200℃。常用的热塑性聚合物有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙乙烯（PS）等，其中PE基复合材料的应用最为广泛。

弹性模量E是衡量木塑复合材料物理力学性能的一项重要指标。在工程应用中，材料的弹性模量及其内耗在材料的利用、改性和微观结构的研究中有重要的作用。同时在材料的无损检测中，动弹性模量及其内耗的变化也是判断材料中是否存在缺陷的一个重要指标，因此材料的动弹性模量在生产实践中越来越受到重视。测定材料的弹性模量，除标准的静力方法外，还有基于测定其固有频率的动态方法。其中，振动实验可用来测定弹性模量。鉴于研究木塑复合材料的重点和难度是提高其界面的相容性等内容，因此本文采用振动测量法测定PE基木塑复合材料的动态弹性模量值，以期为提高木塑复合材料的性能水平提供借鉴作用。