木塑复合材料（WPC）是将有机纤维素填料如木材、糠壳、竹屑、豆类、亚麻、稻杆、玉米淀粉和坚果硬壳等以粉状、纤维状和刨花等形态作为增强物或填料加入到热塑性或热固性塑料中进行复合得到的新型功能材料。早在１９０７年，ＬｅｏＨ Ｂｅｎｄ博士就利用热固性酚醛树脂与木粉复合制得了木塑复合材料［1］。与现有大多数无机填料如碳酸钙和玻纤等相比：纤维素填料具有原料易得、成本低、密度小、对设备磨损小、无污染和可降解等优点。其中，尤以木质填料研究和应用最为广泛。木塑制品兼有木材和塑料的双重特性：即力学性好、不怕虫蛀、不生霉菌、不吸收水分、阻燃、绝缘、使用寿命长且可重复利用等，可以作为装饰性材料应用。此外，木塑复合材料在减少环境污染和保护森林资源等方面也有积极的社会效应和生态效应。如今，木塑复合材料已大量用于家具、风景园林材料、栅栏、窗框和汽车内饰件等领域［2］。
尽管木塑复合材料具有上述优点，但相对未填充塑料来说，其韧性、冲击强度和弯曲强度等力学性能仍将会有所降低。而相对纯的天然木材来说，密度又通常是木材的好几倍。因而不能作为较好的木材替代品，因此其应用领域受到了一些限制。
为了克服分别相对于纯塑料和纯木材所呈现出来的不足，扩大木塑材料的应用范围，人们不懈地进行了大量的研究。最后人们从微孔发泡塑料的性能中受到启发。因为微孔发泡塑料相对未发泡塑料有更高的冲击强度、韧性和疲劳寿命，因此木塑材料若经过微孔发泡，其机械性能就会提高，上述性能不足的问题就迎刃而解了［3］。
木塑复合发泡材料，就是将塑料、木粉、矿物填料、助剂、改性剂和发泡剂等原料按质量比混合，经塑料成型设备加热熔融成为一种带连续均匀分布发泡微孔的复合材料。制品密度接近于木材，而机械强度远高于木材，由于树脂用量削减一半，因而产品成本较低；此外，发泡还能赋予产品更精确的外观尺寸［4］，比非发泡复合物更具木质感，并便于安装。
因为木粉等纤维素的吸水性强和极性高，而塑料具有疏水性，所以两者之间的相容性较差。为了提高制品的力学性能，常需加入一些改性剂，如：偶联剂（硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂或铝酸酯和铝钛酸酯类偶联剂）、分散剂、表面活化剂、润滑剂（硬脂酸及其盐类、低摩尔质量聚乙烯蜡、低分子聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、棕榈蜡、石蜡和褐煤蜡等）和发
泡剂（可以是物理发泡剂如：小苏打和二氧化碳，也可以是化学发泡剂如：偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈）等。
二、木塑复合发泡材料的研究状况
1、PE基木塑发泡材料的研究进展
常用的塑料成型方法都可用来成型PE基木塑发泡材料。挤出法一般使用双螺杆挤出机。常规的ＰＥ基木塑发泡工艺为：先将ＰＥ、发泡剂和其它助剂以高速混合机混匀，再加入木粉混合，然后利用双螺杆挤出机熔融挤出［5］。利用注塑法成型的ＰＥ基木塑发泡制品具有坚硬的表皮层，然后逐渐过渡到内部的纤维层［6］。１９９７年，Ｄｏｒｏｕｄｉａｎｉ Ｓ等［7］成功将ＨＤＰＥ与牛皮纸浆、木粉进行混合，经过造粒，注射成样条。然后向样条中注入二氧化碳达到饱和状态，最后快速加热使其发泡。ＨＤＰＥ还可与ＰＰ共混后再与木粉复合，与ＰＰ共混有利于微孔的形成，木纤的加入则阻碍了微孔的形成［8］。据文献［9］报道：化学发泡剂（ＣＦＡ）的种类（吸热型还是放热型）不会影响ＨＤＰＥ木塑的孔隙率，发泡物的平均泡孔直径对ＣＦＡ的含量也不敏感，偶联剂的使用有助于高孔隙率的形成。通常用透射电镜观察发泡物的结构以决定其密度和泡孔分布。木纤的加入虽降低了塑料的冲击强度；但通过发泡可改善冲击性［7］。据文献［10］报道，随木粉用量的增加，LDPE/木粉复合材料的拉伸强度略有上升，弯曲强度和弯曲模量上升幅度明显；但冲击强度和断裂伸长率却有一定程度的下降。
蔡剑平发现木粉中的水分在物料挤出过程中可以起到发泡剂的作用，可以使制品获得均匀的泡孔结构。但当木粉中水分超过一定量时，会降低物料的粘度，破坏了发泡剂所形成的均匀泡孔，使制品泡孔大小不一；且在模头出口仍有大量水汽逸出，影响了表面结皮；另外，牵引易断裂，导致成型困难。因此，对木粉进行适度干燥处理，利于挤出牵引、提高发泡程度。用平行双螺杆挤出机进行ＰＥ／木粉复合材料的发泡挤出，可得到密度较精确地控制在Ｏ．６～０．７
的制品。Zhang H等发明了一种在加工过程中对木粉具有即时除湿功能的串联式挤出系统。使用该系统通过物理发泡生产出了具有良好泡孔结构的HDPE/木粉复合材料。
Matuana L M等发现HDPE/木粉复合材料中的空隙率与挤出机机头温度、螺杆转速以及木粉中的水分有很大关系。当螺杆转速为１２０ r／min、木粉中水量控制在１２％、挤出机机头温度为１７０℃时，不使用化学发泡剂也能生产出高空隙率的复合材料。
2、PP基木塑发泡材料的研究进展
PP木粉复合材料也可用挤出及注塑等方法成型。Bledzki A K等以注射成型方法得到了泡孔大小为10～50μm的PP/木纤微孔发泡复合物。化学发泡剂的种类（吸热和放热型）及含量的变化对ＰＰ木塑材料结构性能的影响已有大量研究成果。偶联剂的使用对泡孔形态和发泡性能具有改善作用，如Bledzki A K等使用马来酸酐接枝ＰＰ作为偶联剂加入木纤含量分别为３０％、４０％、５０％和６０％的树脂基体中，样品密度最高降低了２４％。
2001年，Matuana L等用因子分析法研究了材料组分和挤出加工参数对发泡ＰＰ／木粉的统计学影响。选用了４个主因子：木粉含量、ＣＦＡ（化学发泡剂）含量、机头温度和螺杆转速。利用专家系统软件分析了各因子及相互之间对样本孔隙率的影响。研究表明：孔隙率数据较符合线性模型。螺杆转速在20～50r／min狭窄范围内对孔隙率影响不大，但其余3个因子影响较大；木粉含量／ＣＦＡ含量，木粉含量／机头温度构成最重要的相互影响因素；孔隙率受机头温度影响强烈；高孔隙率的形成，不仅需要大量的气体形成泡核，高的机头温度也很重要，因为高的机头温度有利于形成合适的基体粘弹性进而促进泡孔生长。
Bledzki A K等采用乙酰化反应处理木粉，即通过乙酰剂中疏水性的乙酰基与半纤维和木质素的羟基反应，生成酯类化合物，从而降低木纤维表面的极性和亲水性，提高其与非极性基体树脂的相容性。用冰醋酸处理木粉，也可改善木粉与ＰＰ的界面相容性，提高其力学性能。当木粉与ＰＰ的质量比为７５：１００、冰醋酸用量不超过７５ ｍＬ时，随着冰醋酸用量的增加，木塑复合材料的拉伸强度上升。
Ｂｌｅｄｚｋｉ Ａ Ｋ等发现高熔体质量流动速率的ＰＰ基体树脂有助于改善泡孔的形态及其分布；且木纤维的长度、几何形状及其用量对复合材料中泡孔的大小、形状及分布有一定影响。
ｚｈａｎｇ ｓｗ等成功生产出平均泡孔尺寸小于１００μｍ的微发泡ＰＰ／木粉复合材料。研究发现，在一定的条件下木粉中的水分参与了泡孔的形成和生长，只要水量控制合适，利用水分发泡制备具有良好泡孔形态的发泡复合材料是可行的。
Rachtanapun P 等采用分步发泡法制得了ＨＤＰＥ／ＰＰ／木纤维的微发泡复合材料。先将ＨＤＰＥ／ＰＰ／木纤维复合物浸泡在ＣＯ2中；然后将已浸透了ＣＯ2的试样迅速放人热的甘油浴中，在不同的发泡温度下发泡；发泡一定时间后迅速将试样放人冷水中冷却。发现木纤维的加人不但降低了Ｃ０2在复合材料中的溶解度，而且还加速了Ｃ０2在发泡时的溢出，不利于微泡体结构的产生。
杨治伟等将纳米氧化锌／ＡＣ复合发泡剂应用于ＰＰ发泡，发现纳米氧化锌的加入不但降低了ＡＣ的分解温度，且提高了ＡＣ的分解速度和发泡倍率。
林群芳等在木粉中添加适量玻璃纤维，改善了复合材料的力学性能；且随着玻璃纤维用量增大，复合材料的性能得到提高。
3、PVC基木塑发泡材料的研究进展
ＰＶＣ基的木塑复合物的密度通常为１．３ ｇ／ｃｍ3，发泡的ＰＶＣ木塑可使密度降至０．６ ｇ／ｃｍ3。这使其可作为良好的木材替代品，且制品具有木质的美感和更好的经济性。
一般使用锥形异向旋转双螺杆挤出机挤出ＰＶＣ／木纤复合材料。常用的发泡剂为化学发泡剂（如偶氮二甲酰胺、ＮａＨＣ０3）和物理发泡剂（如Ｃ０2等）。无定型聚合物如ＰＶＣ及ＰＣ基木塑材料更容易发泡。
１９９６年，Ｍａｔｕａｎａ-Ｍａｌａｎｄａ Ｌ等制成了一种ＰＶＣ／木纤微孔泡沫，泡沫密度为
，泡孔大小为０．１～１０μｍ。样品的制作是先使ＰＶＣ／木纤在高压下吸收ＣＯ2达到饱和，然后通过升高温度和降低压力等方法降低气体在样品中的溶解度而形成均匀的发泡体。增塑剂的含量、木纤的表面处理、气体饱和度和发泡条件对泡孔形态具有强烈影响。而泡孔形态与发泡制品的冲击强度、拉伸强度等机械性能关系密切。微孔的形成改善了样品的韧性，提高了冲击强度，却降低了拉伸强度和模量。２００１年，ＬｉｎH Ｒ等发现，硅烷偶联剂处理会降低ＰＶＣ／木塑复合物对ＣＯ2的吸收，这和以前的研究结果有所不同。偶联剂的使用虽然显著改善了木粉和塑料基体的粘合性，但发泡物的动态力学性能却不受木粉表面处理的影响。发泡物的拉伸强度随木粉含量的增多而提高；若木粉经偶联剂预先处理，则这种提高会更明显。
文献提出：吸热型发泡剂可冷却基体和稳定气泡结构；而放热型发泡剂可能导致不可控制的热量发展并降低熔体粘度，结果出现气泡合并或产生大气泡现象。因此，采用吸热型发泡剂通常能得到良好的气泡结构；而采用放热型发泡剂通常得到较差的气泡结构和大尺寸的气泡。但用木粉做填料时化学发泡剂的类型对气泡形态结构的影响有所不同。２００１年，Ｍｅｎｇｅｌｏｇｌｕ Ｆ等研究了ＣＦＡ的类型（吸热或放热）和浓度对挤出发泡硬质ＰＶＣ和ＰＶＣ／木粉复合样品密度和泡孔形态的影响。发现无论ＣＦＡ是哪一类，发泡复合物密度的减小都不受ＣＦＡ含量的影响；而相对吸热型发泡剂来说，放热型发泡剂产生的发泡样品的泡孔直径更小。
2002年，Matuana L M等通过研究证实：ＣＦＡ和木纤中的水没有协同作用，木纤中的水可有效用作发泡剂而无需再使用其它化学发泡剂；全水发泡制得的ＰＶＣ木塑的密度低至０．４ ｇ／ｃｍ3，但发泡的成功强烈依赖于丙烯酸发泡改性剂的使用和挤出机头的温度。当丙烯酸发泡改性剂用量为７～１０ ｐｈｒ且机头温度低至１７０℃时，制品的密度最低。丙烯酸加工助剂的使用有助于挤出发泡ＰＶＣ木塑制品达到纯ＰＶＣ发泡制品的密度，也有利于全水发泡ＰＶＣ基木塑。
Ｍａｔｕａｎａ ＬＭ等还发现：冲击改性剂的类型（交联或未交联）和用量对发泡硬质ＰＶＣ和ＰＶＣ／木粉复合样品的孔隙率及ＣＯ2吸收行为有影响。任何种类的冲击改性剂都会加速发泡过程中气体的散失从而阻止泡孔核的增长；因而对制品高孔隙率的形成不利。所以发泡过程中不推荐使用冲击改性剂。
陈立军等研究了尿素、碳酸锌、柠檬酸、醋酸锌、硫酸铬和甘油等助发泡剂活化后对ＡＣ发泡剂热分解的影响。发现活性物质通常都能够增加单一ＡＣ发泡剂的发气量。但不同的活性物质，对ＡＣ发泡剂的活化作用不同。
木纤维的种类对ＰＶＣ／木纤维复合材料的发泡性能有很大的影响。北京化工大学塑料研究所分别研究了ＰＶＣ／竹粉、ＰＶＣ／杨木粉、ＰＶＣ／砂光粉等木塑复合材料的发泡性能。砂光粉里因含有较多的粘合剂和石膏粉，大大增加了复合材料的发泡难度。研究发现，采用复配助剂和发泡剂可成功发泡ＰＶＣ／砂光粉木塑复合材料。
三、木塑复合材料的发泡技术
1、以聚烯烃类树脂为基体的木／塑复合材料的发泡技术
以ＰＥ、ＰＰ树脂为基体的木／塑复合材料较之以ＰＶＣ为基体的木／塑复合材料有更高的热变形温度，成本也较低。但由于聚烯烃类树脂具有较高的结晶性，较难发泡。因此国外对这类木／塑复合材料的发泡改性研究较少，国内则未见相关报道。这类发泡复合材料的制备类似于ＰＶＣ类发泡木／塑复合材料，仍可用物理发泡法和化学发泡法制得。
（1） 物理发泡法
ｓ．Ｄｏｒｏｕｄｉａｎｉ等将木粉与ＨＤＰＥ在高速混合机中混合后，经挤出造粒并注射成试样，然后将试样在高速加热循环中进行ＣＯ2渗透。最终制得发泡材料。通过测试材料的性能发现，发泡后材料的冲击性能有一定程度的提高。但未达到纯树脂的冲击性能；发泡后材料的拉伸强度和弯曲模量降低；在扫描电镜下观察到木纤维与基体的界面结合不好，木纤维在发泡过程中充当了泡核。
Ｐ．Ｒａｃｈｔａｎａｐｕｎ等以高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）／ＰＰ／木纤维体系为研究对象，采用物理发泡法制得发泡材料，考察了加工工艺（发泡温度和时间）、共混物组成以及木粉的加入对体系结晶性能、试样的ＣＯ2渗透性、材料孔隙率及泡孔形态的影响。结果表明：（１）试样的ＣＯ2渗透性随ＨＤＰＥ含量的增加而降低，且添加木粉试样的气体渗透性低于ＨＤＰＥ／ＰＰ试样的渗透性。（２）气体流失率对孔隙率的影响大于气体在材料中的溶解率。（３）结晶度的大小影响泡孔结构，树脂共混有利于在材料中形成较理想的泡孔结构。（４）共混物组成、发泡时间及温度对孔隙率及泡孔形态影响很大。为获得高孔隙率，发泡温度应高于树脂的熔点，发泡时间长短应适宜。（５）木粉的加入抑制了发泡能力，导致发气量减少及气体的快速流失。
美国威尔明顿机器（ｗｌｌｍｉｎｇｔｏｎＭａｃｈｌｎｅｒｙ）制造公司成功开发出含３０％（质量分数）木粉填充ＰＰ的注射发泡成型制件，可代替硬质板材用作工程型材。该公司利用３７５t二级压力注射技术，采用氮气或二氧化碳气体．直接气体注射和气体辅助注射成型结构泡沫。
（2）化学发泡法
关于化学发泡的研究也有报道。Ｋ．Ｂ１ｅｄｚｋｉＡｎｄｒｚｅｊ等以ＰＰ树脂为基体。并添加化学发泡剂，采用注塑工艺制得木／塑复合材料，考察了不同木粉含量下材料的密度、泡孔直径、孔隙率、拉伸强度及弯曲强度。结果表明，发泡后材料的密度较发泡前下降了２４％；当加人５％偶联剂马来酸酐接枝ＰＰ后，泡孔形态及发泡性能都有改善。
Li Ｑｉｎｇｘｉｕ研究了化学发泡剂的用量、种类及是否制成发泡母料对发泡ＨＤＰＥ／木纤维复合材料孔隙率及泡孔形态的影响。结果表明：（１）发泡剂的种类（放热型或吸热型）及其是否做成母料不会影响材料的孔隙率。（２）无论采用何种发泡剂，其用量对材料中泡孔的平均孔径影响均不显著，当用量为ｏ．５％（质量分数）时，材料的孔隙率达到最大。（３）选用合适的偶联剂有利于获得较高的孔隙率。
2、以ＰＶＣ为基体的木／塑复合材料的发泡技术
物理发泡法和化学发泡法对制备ＰＶＣ／木纤维发泡材料均适用。由于ＰＶＣ树脂加工时需要添加多种助剂，发泡有一定困难。加入木纤维成分后，树脂熔体粘度、制品刚度等都有增加。也进一步增加了ＰＶＣ／木纤维复合材料的发泡难度。研究表明，影响材料泡孔形态的因素通常有增塑剂含量、木纤维表面改性处理、木纤维与树脂的混合、发泡时间和发泡温度等。
（1）物理发泡法
用物理法制备发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料有三大步骤：（１）将ＰＶＣ与改性和未经改性处理的２种木纤维在高强度密炼机中混合，然后在压机上模压成板状试样。（２）将试样置于室温压力容器中．在一定压力下进行ＣＯ2气体的饱和渗透，使ＣＯ2／ＰＶＣ及ＣＯ2／复合材料体系具有热力学的不稳定性。（３）一段时间后取出试样。将其置于一定温度下的甘油浴中加热。在此过程中，由于试样周围压力的骤降和温度的升高，气体向材料中的泡核聚集．从而使气泡长大，完成发泡过程。国外研制的发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料多采用此法制备。Ｌａｕｒｅｎｔ Ｍ．Ｍａｔｕａｎａ等指出发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料的孔隙率是受材料的组成和发泡工艺控制的，材料的拉伸和冲击性能对泡孔形态的变化敏感，发泡过程中试样获得的气体饱和度也是影响材料结构和性能的重要因素。此外。还添加了抗冲改性剂对发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料进行抗冲改性。结果表明，采用不同种类的抗冲改性剂都会加速发泡过程中的气体流失．不利于泡核长大，从而抑制了发泡过程的进行，所获得的试样孔隙率接近未发泡的试样。
国内学者在这方面也做了一些工作。以物理发泡法制得的发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料为研究对象（选用氨基硅烷作为木纤维的表面处理剂），研究材料中增塑剂含量、表面改性处理、发泡时间、发泡温度等条件对发泡率、泡孔形态及制品物理机械性能的影响。结果表明，木纤维进行表面改性处理后，ＰＶＣ与纤维之间的粘合性能明显改善。试样的孔隙率、冲击强度、比断裂伸长率等也有一定提高；各种加工条件（发泡温度、发泡时间）对泡孔形态有重要影响，过高的温度与过长的时间都会由于泡孔的合并或气体的散失而使泡孔密度减小，孔隙率降低，从而使宏观物理性能受损。ＬiｎＨｏｎｇ—Ｒｕ等选用硅烷为处理剂，对比了木粉未处理和已处理两种情况下ＰＶＣ／木纤维复合材料试样的气体渗透能力，发现木粉处理后会降低试样的气体渗透能力。并研究了发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料的性能，发现材料的拉伸强度随木粉含量的增加而增加（木粉处理后，这种趋势更明显）．但木粉处理与否对试样的动态力学性能影响不大。
（2）化学发泡法
对ＰＶＣ为基体的木／塑复合材料也可采用添加化学发泡剂的方法（即化学发泡法）对其进行发泡改性。先将ＰＶＣ树脂与稳定剂、增塑剂等助剂在高速混合机中加热混合制得干混料，然后将干混料与改性后的木粉和发泡剂等组分通过挤出机进行挤出发泡成型。
根据发泡过程中热量变化的不同，化学发泡剂可分为放热发泡剂和吸热发泡剂。Ｍｅｎｇｅｌｏｇｌｕ Ｆａｔｔ等研究了化学发泡剂的种类对发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料密度及泡孔形态的影响。结果表明，化学发泡剂的种类不影响材料的密度，但影响泡孔的大小。放热发泡剂产生的孔径小于吸热发泡剂的。
国内学者多采用放热发泡剂对ＰＶＣ／木纤维复合材料进行化学发泡。苑会林等用脂肪酸、铝酸酯偶联剂和丙烯酸烷基酯接枝聚合表面处理的木粉为增强材料制备ＰＶＣ／木粉发泡复合材料。研究了木粉的处理方法和含量以及增塑剂ＤOＰ用量对复合材料力学性能、发泡性能的影响。并用扫描电子显微镜（ｓＥＭ）对木粉和ＰＶＣ基体之间的结合界面进行了观察。结果表明，用铝酸酯偶联剂和丙烯酸丁酯偶联剂处理木粉可显著提高木粉填充ＰＶＣ发泡材料的力学性能；在ＰＶＣ木粉发泡体系中加入一定量的增塑剂ＤOＰ可显著改善复合材料的加工性能和力学性能；由ｓＥＭ观察可知,经过偶联法或表面接枝法处理的木粉填充的ＰＶＣ复合材料,在木粉和ＰＶＣ之间形成较高强度的界面层。
姚祝平着重研究了挤出成型工艺对化学发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料的影响。得出以下结论：（１）挤出压力越大，则气泡数量越多、气泡直径越小、发泡倍率随之增大。（２）在充分塑化的条件下，应采用低温挤出，螺杆和成型模具等设备也应具有低温挤出特性，以保证泡孔有良好的形态和较小的直径。利用此技术成功地生产出发泡硬质ＰＶＣ／木粉体系的门窗型材、建筑及装饰型材和出口货物塑料托盘型材等。可见化学发泡法制备发泡ＰＶＣ／木纤维复合材料的技术具有较高的市场推广价值。
四、木塑复合材料发泡成型中的关键问题
1、加工过程中的水分
发泡时木纤中的水主要来源于空气吸收或木细胞分子自带。自带的水分有细胞腔中的自由水、细胞壁中的结合水及分子结构中以羟基形式存在的氢和氧３种形式。文献表明，木纤中的水会导致泡孔结构恶化、泡孔尺寸不均匀、制品表面质量差等。为改进这些性能，有效地去除水分就显得特别重要。
２００３年，ＲｉｚｖｉＧＭ等先将木纤在不同温度干燥，然后用丙酮萃取。热重分析（ＴＧＡ）数据表明，大部分挥发物已被萃取掉。对比实验证明，去除挥发分后有更好的泡孔形态。实验发现：木纤中释放的一些气态挥发物会溶解在塑料中并有助于泡孔的形成。
2、加工过程中温度的控制
２００４年，薛平等发现，挤出机各段的温度分布与发泡制品的泡孔结构和分布密切相关，并最终影响到发泡制品的密度和力学性能。同年，ＧｕｏＧ等发现了会使泡孔结构显著恶化的临界最高温度。为研究木纤中的挥发物对泡孔的影响，发泡时未用任何化学和物理发泡剂。该项研究表明：无论采用何种干燥方法，最高加工温度都应该尽量降低；最好低于１７０℃，以避免木纤挥发物的不利影响。
３、木塑复合材料发泡成型的主要设备
木塑复合材料的挤出发泡成型可用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机及串连阶式挤出系统等。
单螺杆挤出机的排气效果较差，不能有效地排出木纤中的水分和挥发物；因而应用受到较大限制。故目前在木塑挤出发泡成型中，单螺杆挤出机主要用于混炼造粒。
串连阶式挤出机是一种新型的复合材料挤出发泡系统。该装置在两阶挤出机的交接处设有排气口，可连续地去除水分和注入ＰＢＡ（物理发泡剂）和ＣＦＡ（化学发泡剂）。同无排气口的单螺杆挤出机比，串连系统可均匀的混合和有效地脱挥，因而可显著改善泡孔形态，并能明显提高制品的表面质量。
五、分析与总结
国内外对微发泡木塑复合材料的研究内容包括木粉及塑料的表面改性、木粉用量、发泡剂类型及用量、加工助剂、工艺参数等对复合材料发泡程度、泡孔结构及其分布，以及最终对制品力学及其它性能的影响，如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、耐候性及阻燃性能等。
1、已取得的研究成果
１）在改善界面相容性方面，通过对木纤维表面极性官能团进行酯化、醚化、接枝共聚、表面包覆等非极性化处理，对聚合物表面进行极性化处理以及使用相容剂提高了木质填料与聚合物基体的界面粘接程度；２）较全面地考察了影响泡孔结构的因素，包括挤出机各段的温度、挤出压力及螺杆转速等工艺参数，发泡剂的类型及用量，木粉用量；３）木粉吸水性及用量对复合材料性能的影响及处理措施。木粉极易吸水，影响其分散性，最终影响复合材料的性能，一般工艺需在加工前对木粉进行干燥预处理。而且随着木粉用量的增加，熔体的流动性和渗透性变差，热塑性熔体不能充分地粘接木粉，使得复合材料力学性能变差、延展性和耐冲击性降低、材料变脆，吸水率增加；４）各种不同类型的助剂对木塑复合材料性能
的影响；５）泡孔减弱了木纤维和聚合物基体之间的连接，使得微发泡木塑复合材料的有些强度有所降低，通过加入一定量的第二增强纤维可以使复合材料的性能得到改善；６）利用含有一定水量的木粉中的水分作为发泡剂，成功生产出微发泡木塑复合材料。
2、今后的研究方向
１）改善木纤维与塑料基体的界面相容性的研究还有待深入开展；２）提高微发泡木塑复合材料中的木粉用量，并对木纤维的定向、长度及分布对微泡孔结构的影响，以及加工过程中熔体的流动情况进行研究；３）提高发泡倍率、改善泡孔结构，开发质轻性能优的微发泡木塑复合材料；４）对第二增强纤维增强复合材料性能的机理以及对复合材料微观结构影响的研究有待开展；５）对木粉中的水分与木粉的结合方式以及结合力的性质和大小有待开展深入的研究，开发利用木粉中的水分进行发泡的工业化技术，降低生产成本，节约能源；６）对发泡剂、偶联剂、抗冲击改性剂、木粉表面改性剂等对复合材料的流动性能及其它力学性能的综合影响的系统研究有待深入开展。研究开发避免助剂之间副作用且能够实现多种功能的复合助剂；７）开展对加工设备，包括成型模具专业化的研究，以完善工业化生产的加工工艺。
３、前景展望
微发泡木塑复合材料具有优异的性价比和较好的比强度，且添加剂的加入可赋予其更多性能，因此，在许多工业领域都得到应用。高性能的微发泡木塑复合材料在汽车和航天工业中用来加工具有高强度且质轻的部件。据预测，世界木塑复合材料市场在２０１０年前将保持良好增长势态，最大的应用是挤出建筑制品。高性能、轻质的木塑复合材料在汽车内饰及门窗市场上将会有很大的应用。木塑复合材料未来的发展方向是实现原料多样化、设备工艺专业化、产品高档化，开发纤维含量高，应用领域广、综合性能高、使用寿命长的微发泡木塑制品。利用废旧塑料和废弃的木材加工生产的微发泡木塑复合材料，不仅有利于治理污染，而且节约木材资源，具有很好的社会效益和经济效益，将是一种极有应用前景的材料。
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