木塑復(fù)合材料：用途廣泛的環(huán)保材料
2016-09-08 8:20:28??????點(diǎn)擊：
木塑復(fù)合材料是以廢舊塑料、木粉（如木屑、竹粉、稻殼、秸梗等）為原料，按一定比例混合，并添加特制的助劑．經(jīng)高溫、擠壓、成型等工藝制成的一種新型復(fù)合材料。其性能優(yōu)良，用途廣泛、利于環(huán)保，有廣闊的發(fā)展前景，值得大力研發(fā)推廣。
木塑復(fù)合材料的加工工藝和性能特點(diǎn)
木塑材料的技術(shù)特點(diǎn)是把兩大類差別較大的不同材料相互混合在一起．即將木材、塑料合二為一制成復(fù)合材料。
木粉(或農(nóng)作物的纖維粉末)作為塑料的一種有機(jī)填料 具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、密度低、絕緣性好等許多其他無(wú)機(jī)填料所無(wú)法比擬的優(yōu)良性能，但它并沒(méi)有像無(wú)機(jī)填料那樣得到廣泛應(yīng)用。主要原因在于：一是與基體樹(shù)脂的相容性較差：二是在熔隔的熱塑性塑料中分散效果差，造成流動(dòng)性差和擠出成型加工困難。由于木粉中主要成分是纖維素．含有大量的羥基，這些羥基形成分子間氫鍵或分子內(nèi)氫鍵使木粉具有吸水性．且極性很強(qiáng)。而熱塑性塑料多數(shù)為非極性，具有流水性，所以兩者之間的相容性較差，界面的粘接力很小，需要通過(guò)添加劑改性塑料和木粉的表面．提高它們之間界面的親和力。改性的木粉具有增強(qiáng)性質(zhì)，能夠很好地傳遞填料與塑料之間的應(yīng)力，從而達(dá)到增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度的作用。
擠出成型、熱壓成型、注射成型是加工木塑復(fù)合材料的主要成型方法。由于擠出成型加工周期短、效率高 因此擠出成型方法是一種較為常用的工藝路線。
從木塑復(fù)合材料工藝技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，主要存在以下幾類：按原料來(lái)分，一類使用的塑料原料為純塑料或商業(yè)級(jí)塑料：另一類是使用具有一定特性的單組分廢舊塑料。按加工工藝來(lái)分．一類是二步成型法．即塑料與木粉混合后直接進(jìn)行成型加工。
從成型機(jī)理來(lái)看，一類是物理成型．即使用熱隔性粘合劑．在成型過(guò)程中將塑料與木粉粘合在一起；另一類是物理化學(xué)成型．即通過(guò)加入添加劑．在壓力和溫度的控制下．使原料混合物同相對(duì)低分子的添加劑一起轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿訝顟B(tài)的網(wǎng)狀纖維材料。采用這種工藝制成的材料．內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全是融合后重生的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，比其他工藝生產(chǎn)出的木塑產(chǎn)品的抗彎、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度要好。
目前木塑復(fù)合材料具有好下優(yōu)點(diǎn)：(1)易于加工。木塑復(fù)合材料內(nèi)含聚酯和纖維．因此具有同木材相類似的加工性能．可鋸、可釘、可刨．使用木工工具即可完成。且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料：(2)強(qiáng)度高、耐用性好。木塑復(fù)合材料具有較好的彈性模量。此外．由于內(nèi)含木質(zhì)纖維并經(jīng)樹(shù)脂固化．因而具有與硬木相當(dāng)?shù)目箟骸⒖箾_擊等物理機(jī)械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料：(3)耐水、耐腐蝕。木塑材料及其產(chǎn)品可抗強(qiáng)酸堿．耐水、耐腐蝕．并且不繁殖細(xì)菌．不易被子蟲(chóng)蛀．不長(zhǎng)真菌：(4)可調(diào)整性強(qiáng)。通過(guò)加入不同的助劑，聚酯可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等變化．從而改變木塑材料的密度、強(qiáng)度等特性．符合抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求：(5)原料來(lái)源廣泛。木塑材料除了使用一定數(shù)量的助劑以外．95％以上的原料均為聚酯和木質(zhì)纖維．其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。
木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域
木塑材料應(yīng)用于包裝行業(yè)主要是托盤、包裝箱、集裝器具等。僅以托盤為例，目前．北美地區(qū)托盤用量每年高達(dá)2億多個(gè)；日本托盤用量每年約600萬(wàn)個(gè)。據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年內(nèi)我國(guó)木托盤的年平均使用量可能會(huì)突破2000萬(wàn)個(gè)．因而在國(guó)內(nèi)有很大的市場(chǎng)需求。
木塑材料具有耐潮、防蟲(chóng)蛀等特點(diǎn)，適用于倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)使用的貨架鋪板、枕木、鋪梁、地板等。在我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)應(yīng)用木塑材料雖然剛剛開(kāi)始．但需求量卻在迅速增加。
木塑材料制成的涼亭、座椅、花盆、垃圾桶等具有防水、防潮、防腐的特點(diǎn)．而且壽命長(zhǎng)、價(jià)格低；用木塑復(fù)合材料制作房屋、室外地板、陽(yáng)光房、碼頭、護(hù)欄等產(chǎn)品已在國(guó)外開(kāi)始起步。
另外．應(yīng)用木塑復(fù)合材料研發(fā)汽車內(nèi)飾、復(fù)合管材、鐵路枕木、電纜護(hù)管、井蓋等產(chǎn)品．也正從論證階段步入到應(yīng)用測(cè)試階段，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，木塑產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域仍將進(jìn)一步擴(kuò)大。
國(guó)外木塑復(fù)合材料技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
木塑復(fù)合材料技術(shù)雖然提出較早，但真正開(kāi)始研究并應(yīng)用卻不過(guò)才有十幾年的時(shí)間。相對(duì)而言，一些歐美國(guó)家應(yīng)用相對(duì)較多，并有數(shù)十家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)從事生產(chǎn)和研發(fā)工作。比較著名的有DURYINC公司、ONYX公司、TimTech INC公司、DAVID STANDARD制造廠等。
目前木塑復(fù)合材料在北美地區(qū)的使用已具相當(dāng)規(guī)模，其應(yīng)用領(lǐng)域也由比較簡(jiǎn)單的低附加值產(chǎn)品向相對(duì)復(fù)雜的高附加值產(chǎn)品如房屋、建筑、管材等方向發(fā)展．木塑復(fù)合材料技術(shù)也因市場(chǎng)的發(fā)展而日趨成熟，特別是在混料、成型、溫控、速度、切割、配方等方面進(jìn)行了大幅度的革新和改進(jìn)．使之更加適合原料來(lái)源現(xiàn)狀，并有效地提高了強(qiáng)度．降低了成本。以位于多倫多市的一家加拿大與美國(guó)合資公司為例，到1999年底已擁有各類木塑生產(chǎn)線43條，并計(jì)劃為具有高附加值的新型產(chǎn)品另外投入66條生產(chǎn)線，投資總額約3564萬(wàn)美元．年產(chǎn)值接近5億美元。
有關(guān)專家認(rèn)為．隨著木塑材料技術(shù)的不斷發(fā)展．其發(fā)展趨勢(shì)可能會(huì)在以下幾方面突破：(1)原料選用向大范圍方向發(fā)展。將回收的單組分廢lEl塑料(PE、PP、PVC、ABS等)清洗后．加入特定的改性劑即可進(jìn)行木塑產(chǎn)品的加工制造：(2)開(kāi)發(fā)專用設(shè)備。加工方式由單一的螺桿擠出向其他傳統(tǒng)塑料加工方向發(fā)展．由水冷成型向空氣冷卻成型發(fā)展，由單一擠出型材向復(fù)合共擠、包裹共擠方向發(fā)展；(3)革新加工工藝。引入發(fā)泡工藝技術(shù)．從高泡向低泡、微發(fā)泡方向發(fā)展；(4)產(chǎn)品由低附加值(如木塑托盤、倉(cāng)儲(chǔ)地板)向高檔方向(如室內(nèi)裝飾材料)發(fā)展，進(jìn)一步提高增效。
木塑復(fù)合材料的加工工藝和性能特點(diǎn)
木塑材料的技術(shù)特點(diǎn)是把兩大類差別較大的不同材料相互混合在一起．即將木材、塑料合二為一制成復(fù)合材料。
木粉(或農(nóng)作物的纖維粉末)作為塑料的一種有機(jī)填料 具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、密度低、絕緣性好等許多其他無(wú)機(jī)填料所無(wú)法比擬的優(yōu)良性能，但它并沒(méi)有像無(wú)機(jī)填料那樣得到廣泛應(yīng)用。主要原因在于：一是與基體樹(shù)脂的相容性較差：二是在熔隔的熱塑性塑料中分散效果差，造成流動(dòng)性差和擠出成型加工困難。由于木粉中主要成分是纖維素．含有大量的羥基，這些羥基形成分子間氫鍵或分子內(nèi)氫鍵使木粉具有吸水性．且極性很強(qiáng)。而熱塑性塑料多數(shù)為非極性，具有流水性，所以兩者之間的相容性較差，界面的粘接力很小，需要通過(guò)添加劑改性塑料和木粉的表面．提高它們之間界面的親和力。改性的木粉具有增強(qiáng)性質(zhì)，能夠很好地傳遞填料與塑料之間的應(yīng)力，從而達(dá)到增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度的作用。
擠出成型、熱壓成型、注射成型是加工木塑復(fù)合材料的主要成型方法。由于擠出成型加工周期短、效率高 因此擠出成型方法是一種較為常用的工藝路線。
從木塑復(fù)合材料工藝技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，主要存在以下幾類：按原料來(lái)分，一類使用的塑料原料為純塑料或商業(yè)級(jí)塑料：另一類是使用具有一定特性的單組分廢舊塑料。按加工工藝來(lái)分．一類是二步成型法．即塑料與木粉混合后直接進(jìn)行成型加工。
從成型機(jī)理來(lái)看，一類是物理成型．即使用熱隔性粘合劑．在成型過(guò)程中將塑料與木粉粘合在一起；另一類是物理化學(xué)成型．即通過(guò)加入添加劑．在壓力和溫度的控制下．使原料混合物同相對(duì)低分子的添加劑一起轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿訝顟B(tài)的網(wǎng)狀纖維材料。采用這種工藝制成的材料．內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全是融合后重生的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，比其他工藝生產(chǎn)出的木塑產(chǎn)品的抗彎、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度要好。
目前木塑復(fù)合材料具有好下優(yōu)點(diǎn)：(1)易于加工。木塑復(fù)合材料內(nèi)含聚酯和纖維．因此具有同木材相類似的加工性能．可鋸、可釘、可刨．使用木工工具即可完成。且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料：(2)強(qiáng)度高、耐用性好。木塑復(fù)合材料具有較好的彈性模量。此外．由于內(nèi)含木質(zhì)纖維并經(jīng)樹(shù)脂固化．因而具有與硬木相當(dāng)?shù)目箟骸⒖箾_擊等物理機(jī)械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料：(3)耐水、耐腐蝕。木塑材料及其產(chǎn)品可抗強(qiáng)酸堿．耐水、耐腐蝕．并且不繁殖細(xì)菌．不易被子蟲(chóng)蛀．不長(zhǎng)真菌：(4)可調(diào)整性強(qiáng)。通過(guò)加入不同的助劑，聚酯可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等變化．從而改變木塑材料的密度、強(qiáng)度等特性．符合抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求：(5)原料來(lái)源廣泛。木塑材料除了使用一定數(shù)量的助劑以外．95％以上的原料均為聚酯和木質(zhì)纖維．其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。
木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域
木塑材料應(yīng)用于包裝行業(yè)主要是托盤、包裝箱、集裝器具等。僅以托盤為例，目前．北美地區(qū)托盤用量每年高達(dá)2億多個(gè)；日本托盤用量每年約600萬(wàn)個(gè)。據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年內(nèi)我國(guó)木托盤的年平均使用量可能會(huì)突破2000萬(wàn)個(gè)．因而在國(guó)內(nèi)有很大的市場(chǎng)需求。
木塑材料具有耐潮、防蟲(chóng)蛀等特點(diǎn)，適用于倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)使用的貨架鋪板、枕木、鋪梁、地板等。在我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)應(yīng)用木塑材料雖然剛剛開(kāi)始．但需求量卻在迅速增加。
木塑材料制成的涼亭、座椅、花盆、垃圾桶等具有防水、防潮、防腐的特點(diǎn)．而且壽命長(zhǎng)、價(jià)格低；用木塑復(fù)合材料制作房屋、室外地板、陽(yáng)光房、碼頭、護(hù)欄等產(chǎn)品已在國(guó)外開(kāi)始起步。
另外．應(yīng)用木塑復(fù)合材料研發(fā)汽車內(nèi)飾、復(fù)合管材、鐵路枕木、電纜護(hù)管、井蓋等產(chǎn)品．也正從論證階段步入到應(yīng)用測(cè)試階段，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，木塑產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域仍將進(jìn)一步擴(kuò)大。
國(guó)外木塑復(fù)合材料技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
木塑復(fù)合材料技術(shù)雖然提出較早，但真正開(kāi)始研究并應(yīng)用卻不過(guò)才有十幾年的時(shí)間。相對(duì)而言，一些歐美國(guó)家應(yīng)用相對(duì)較多，并有數(shù)十家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)從事生產(chǎn)和研發(fā)工作。比較著名的有DURYINC公司、ONYX公司、TimTech INC公司、DAVID STANDARD制造廠等。
目前木塑復(fù)合材料在北美地區(qū)的使用已具相當(dāng)規(guī)模，其應(yīng)用領(lǐng)域也由比較簡(jiǎn)單的低附加值產(chǎn)品向相對(duì)復(fù)雜的高附加值產(chǎn)品如房屋、建筑、管材等方向發(fā)展．木塑復(fù)合材料技術(shù)也因市場(chǎng)的發(fā)展而日趨成熟，特別是在混料、成型、溫控、速度、切割、配方等方面進(jìn)行了大幅度的革新和改進(jìn)．使之更加適合原料來(lái)源現(xiàn)狀，并有效地提高了強(qiáng)度．降低了成本。以位于多倫多市的一家加拿大與美國(guó)合資公司為例，到1999年底已擁有各類木塑生產(chǎn)線43條，并計(jì)劃為具有高附加值的新型產(chǎn)品另外投入66條生產(chǎn)線，投資總額約3564萬(wàn)美元．年產(chǎn)值接近5億美元。
有關(guān)專家認(rèn)為．隨著木塑材料技術(shù)的不斷發(fā)展．其發(fā)展趨勢(shì)可能會(huì)在以下幾方面突破：(1)原料選用向大范圍方向發(fā)展。將回收的單組分廢lEl塑料(PE、PP、PVC、ABS等)清洗后．加入特定的改性劑即可進(jìn)行木塑產(chǎn)品的加工制造：(2)開(kāi)發(fā)專用設(shè)備。加工方式由單一的螺桿擠出向其他傳統(tǒng)塑料加工方向發(fā)展．由水冷成型向空氣冷卻成型發(fā)展，由單一擠出型材向復(fù)合共擠、包裹共擠方向發(fā)展；(3)革新加工工藝。引入發(fā)泡工藝技術(shù)．從高泡向低泡、微發(fā)泡方向發(fā)展；(4)產(chǎn)品由低附加值(如木塑托盤、倉(cāng)儲(chǔ)地板)向高檔方向(如室內(nèi)裝飾材料)發(fā)展，進(jìn)一步提高增效。
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