塑木復合材料被廣泛用于體育器材、室內裝修和建筑領域，相較于其他材料，有著成本低、綠色環保、防蟲防潮等優勢。然而，制作為在室外體育設施使用時，無法避免光老化問題，從而影響塑木復合材料其使用范圍。可采用添加抗氧化劑、改變木粉組合、優化成型方法、表面涂層等方法對該復合材料的耐光老化性進行改善。以木粉／聚丙烯復合材料為例，對其耐光老化性進行探究。耐光老化性能的提升，也會擴大復合材料耐腐蝕性強、使用壽命長、力學性能良好的優勢，可促進戶外體育設施的的使用安全性與舒適性。
塑木復合材料是木纖維或植物纖維與塑料材質復合加工而成的有機高分子材料，屬于新型綠色環保材料。塑料和木質纖維都是高分子材料，高分子材料在受到外界環境中的水、氧、熱以及化學介質等因素的作用下，其自身物理或化學結構會發生變化，從而表現出光老化現象，例如，材料顏色改變、材質變脆、韌性和強度降低等。 塑木復合材料在體育領域應用廣泛，可應用于籃球架、籃球場地板等。 當塑木復合材料在室外長期使用后，會發生一定程度的光老化，無法滿足籃球架或籃球地板對材料的較高使用要求。在塑木復合材料的光老化進程中，各組分之間相互影響，相互作用。當塑木復合材料受到紫外線的照射時，木質素會吸收大部分的紫外線，造成光降解，產生發色基團，改變了木粉的顏色。同時，發色基團和塑料加工時加入的物質，對塑料組分的光降解有共同的催化作用，導致塑料的表面開裂、系帶分子斷裂，降低該材料籃球架的力學性能。塑木復合材料的光變色現象，分2個階段進行，第1階段是木質素的光降解，產生大量發色基團，導致復合材料褪色；第2階段是發色基團減少，產生有漂白效果的對苯二酸物質，造成材料顏色改變。 另外，環境中水的存在，也會加速塑木復合材料籃球架的褪色程度。除了氧氣和紫外線因素，復合材料吸潮后，力學性能也會顯著降低。水分進入復合材料，木質纖維的細胞壁吸水發生膨脹，界面會有微裂紋出現，影響聚合物與木纖維的界面結合強度；水分也會加快光降解的進程。光線在水的折射或反射作用下，較容易抵達復合材料內部，導致材料內部出現光老化，嚴重降低籃球架力學性能。
以籃球架為例，延長籃球架的使用壽命，在籃球架的結構中，籃球板最容易發生損壞。為滿足籃球板透光率的需要，許多籃球板采用鋼化玻璃制作，但室外溫度劇烈變動情況下，容易出現自爆的問題。而塑木復合材料是一種高分子有機物，有著質輕、密度小、強度高的優勢。對于籃球架而言，更強的質量有助于籃球架使用壽命的延長。塑木復合材料中二氧化硅、二氧化鈦、ＶＥ 等物質的添加，能夠顯著增加復合材料的耐光老化性，對延長塑木復合材料籃球架的使用壽命有著重要意義。增強籃球架的耐腐蝕性，籃球支撐柱與底部箱體容易腐蝕生銹，不僅影響使用安全性也影響使用壽命。對塑木復合材料的耐光性進行保護研究，可在不改變原復合材料優良性能的基礎上，通過助劑改善、調整塑木復合材料的密度、強度等，也可進一步增強復合材料自身的抗強酸堿、耐腐蝕、防水等性能。同時，塑木復合材料的耐光老化性保護研究，可有效解決籃球架普遍面臨的真菌及白蟻的侵蝕和繁殖問題，減少生物腐蝕現象，便于對籃球架的日常維護和管理。為增強耐光老化性，通常對籃球架進行表面涂飾處理；同時，涂層的存在，也增強了籃球架對雨水的耐侵蝕性。增強籃球架的力學延展性能，耐光老化性作為增強塑木復合材料的基礎保護，是提升復合材料其他性能的重要途徑。相較于金屬和木質材料，塑料材料有著較好的力學延展性；而塑木復合材料作為纖維增強材料，有著更加優越的柔韌性、力學拉伸強度、彈性模量，等等。有實驗結果也表明，塑木復合材料的耐光老化性能的增強，也進一步擴大了其彎曲性能、沖擊性能優勢，從而高速、有效地提高籃球架的力學延展性。綜合性能的改善，能夠提升體育運動中籃球架的使用舒適性，提高運動效果。塑木復合材料作為一種新型環保材料，可用于戶外設施的設計與制造。但該材料其在室外使用也避免不了光老化問題。以木粉/聚丙烯復合材料為例，探究了木粉組分和有機抗氧化劑對復合材料耐光老化性能的影響，當VE質量分數為0.2%、抗氧化劑168質量分數為ｌ.0%時，材料的耐光老化性能最佳。木質素的存在有助于復合材料的力學性能的保持，纖維素的加入有助于增強老化過程中的顏色穩定性。耐光老化性的增強，也進一步延長了其使用壽命、增強了耐腐蝕性以及力學延展性等，有助于提升塑木復合材料戶外設施的使用安全性與舒適性。摘編自《木塑復合材料耐光老化性對籃球架的影響研究》
發布日期：2022-10-17 瀏覽次數：978 
