木塑复合材料

木塑复合材料一，木塑复合材料定义以木材为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。又称WPC.木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。如下图所示二，木塑复合材料的主要特点1）良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。2）良好的强度性能。木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2——5倍。3）具有耐水、耐腐性能，使用寿命长，木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。4）优良的可调整性能，通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。5）具有紫外线光稳定性、着色性良好。6）其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。7）原料来源广泛。生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。8）可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。随着对木塑复合材料的研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点，徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T24137和ASTMD7031；ASTMD7032；BSDDCEN/TS15534-3的要求三，木塑复合材料适用范围木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用，其中运用最广泛的是在建筑产品方面，占木塑复合用品总量的75%。塑木板材产品具有广阔的应用前景和市场前景，其应用场合非常广泛。根据材料性能的应用范围和国内外的有关报道，目前已经开发的用途及使用场合如下：公园、球场、街道等场合，特别适合露天桌椅；建筑材料、吊板、屋顶、高速公路噪音隔板等；市政交通方面标记牌、广告板，格栅板，汽车装饰板材等；包装材料、搬运垫板、托盘和底盘；家庭围墙、花箱、篱笆、走道、地板、防潮隔板；各种体育馆装饰板材、地板;铁路枕木、矿井坑木;军事用具、武器附属品；计算机、电视机、洗衣机、冰箱等家电物品的外壳；汽车配件等。将来使用最大市场是逐步替代塑钢、铝合金建材市场木塑复合材料四，木塑复合材料的优点及应用聚合物基木塑复合材料（woodplasticcomposites，简称WPC）是指已经过预处理的植物纤维或粉末（如木、竹、花生壳、椰子壳、稻壳、亚麻、秸秆等）为主要组分(含量通常达到50%以上)，与高分子树脂基体复合而成的一种新型材料。充分利用非木质材料及其制品合理替代木材,可减少木材使用量,实现各种资源的优化配置。木塑复合材料已逐渐成为木材的首选替代品。其与木制品相比较有很大性能优势。它具有与原木相同的加工性能，可钉、可钻、可刨、可粘、表面光滑细腻，无需砂光和油漆、其油漆附着性好，亦可根据个人喜好上漆；摒弃了木材自然的缺陷、如龟裂、翘曲、色差等、因此无需定时保养；弯曲特性强，适合用于室装各种刨花板条与装饰材料等；独特技术能够应付多种规格、尺寸、形状、厚度等的需求，这也包括提供多种设计，颜色及木纹的制成品，无需打磨、上漆，降低后期费用加工成本，给顾客更多的选择；它具有防火、防水、抗腐蚀、耐潮湿、不被虫蛀、不长真菌、耐酸碱、无毒害、无污染等优良性能；使用寿命长，可重复使用多次，平均比木材使用时间长五倍以上，使用成本是木材的1/2～1/3，性价比有很大优势；可热成型，二次加工，强度高，节能源；产品质坚、量轻、保温、表面光滑平整,不含甲醛及其它有害物质、无毒害、无污染；加工成型性好，可根据需要制作成较大规格以及十分复杂的形状，木塑型材广泛应用于托盘、集装箱制作以及礼品包装、室内外装修、工程建筑、园林公共设计等行业；木塑片材具有优异的二次加工性能，主要用于汽车内装饰、室内外装修等，可加工成汽车门内装饰板、底板、坐椅靠背、仪表板、扶手、座位底座、顶板等。五，木塑复合材料的加工技术就现有的技术而言，木塑制品的成型加工包括几种形式：挤出成型、压延成型、注射成型、压制成型等。木塑复合材料的工艺流程基本如下：废旧塑料、锯末、秸杆等的破碎及粉碎→原材料的处理→木粉与塑料的混合处理→造粒→挤出→冷却定型→牵引→定长切割→成品。由于采用不同的加工设备，具体工艺流程会有相应的变化。在压延加工成型中，其过程分为两种：一种是将混合料放入挤出机中通过模具挤出板材后，再经辊压成型为不同尺寸、规格的板材；而另一种是将混合的物料在开炼机中经开炼、密炼后成片，粉碎后再挤出压延成片。目前，压延成型的方式在我国已有引进的国外生产设备。在挤出成型加工中，其成型方式和设备与塑料加工中常用的型材、板材加工技术类似。方法为：将混合好的物料放入挤出机中，通过模具挤出不同形状的断面型材或板材。挤出机可分为单螺杆和双螺杆两种形式，根据不同情况可选用不同的挤出机。双螺杆挤出机由于其优异的加工性和产量较高，而越来越多地受到人们的欢迎。但双螺杆挤出机有一个较大的缺点，就是一次性投入的购置费大于单螺杆挤出机2～3倍以上。在成型加工中，模具的作用非常重要，也可以说在木塑加工技术中，除了配方技术外，模具是第二个关键技术。目前，可以说我国对木塑制品的成型用模具技术还处在开发试验阶段，尚有大量的研究工作需要去做。在挤出加工中，从模具挤出的异型制品或板材需要冷却定型。通常，定型方式分为干式和湿式两种，还可以有水冷和风冷的形式。选择哪种定型形式，要看其所做制品的情况而定。如果木粉含量较高，在高于塑料比例的情况下，要选择干式定型及风冷形式，反之就选用湿式水冷定型。但由于木塑技术是一种新型的加工成型技术，因此，几种形式的定型有时候需要互换交叉使用，这可视当时情况和自身技术而灵活选定。经过定型的产品(包括型材、板材)一般要经过一牵引装置，使其稳定连续地进行生产，这样就完成了全部挤出生产的过程。在以上所涉及的木塑成型技术中，较为成熟的工艺路线主要有三种，大致遵循以下工艺流程路线，介绍如下：1，挤出成型工艺由单螺杆或双螺杆挤出机挤出成型的工艺，可连续挤出任意需要长度的木塑制品。该工艺又可分为单机挤出和双机复合挤出，复合挤出的目的是在木塑制品的外表共挤出一层纯塑料表层，成为可在特殊场合使用的木塑制品(如在浴室、游泳馆等地使用起到防滑的作用)。热压成型工艺该工艺可成型一定规格的不连续的塑木制品，加工工艺类似于密度板的成型工艺。2，挤压成型工艺即挤出机和压延机联用的一种边挤出边压制的工艺。该工艺成型的制品主要是板材，板材长度要长于热压成型的板材的长度，而且挤压成型板材制品的综合性能要好于挤出工艺的板材制品。目前可用于WPC成型的设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、压延机和压制等加工设备、模具，还需要一些辅助性设备，包括：粉碎机、空压机、制冷机和其他设备等。六，木塑复合材料存在的问题WPC用途广泛，价格便宜，但是要生产出各方面性能优异的产品却不太容易。主要原因是：（1）因含有大量的亲水性基团—羟基，植物纤维具有很强的极性，而常见树脂基体通常为非极性、不亲水的，故植物纤维和树脂基体间的相容性很差，界面粘结强度低，影响了WPC的机械性能；（2）由于羟基间可形成氢键，植物纤维之间有很强的相互作用，使得其在树脂基体中的分散极差，要达到均匀分散较为困难；（3）成型加工时植物填料易降解变色，不适合的配混和加工工艺会导致WPC的性能下降。所以生产WPC制品的关键技术是在保证植物纤维高填充量的前提下，如何确保WPC的高加工流动性，树脂与木粉之间的良好相容性，以达到最佳力学性能，最终用较低的生产成本生产出具有较高使用性能的WPC制品。因此聚合物基WPC的生产需解决以下三个方面的问题：（1）原料的处理—以提高高分子材料与植物纤维之间的界面相容性为主要目的；（2）配方设计—以改善木塑成型物料的加工流动性为目的；（3）制品的成型设备及成型工艺—如何通过成型机械、成型模具的设计和设定合适的工艺条件（成型温度和压力），以保持稳定加料、进行有效脱挥、提高木粉在体系中共混分散、保证产品的性能为主要目的。因此，木塑材料的加工难度大。目前国内实现工业化应用还有许多工作要做。另外，一些企业的加工设备、工艺技术等均达不到要求，产品档次上不去。随着应用领域的拓展，木塑材料生产工艺的改进、专用设备的开发及添加剂的选择，也需要进一步加强研究。而标准问题也一直是木塑产业的发展之惑。不仅缺乏行业标准，国家标准更是无处找寻。如何界定木塑材料一直是行业的一大难题。另外，企业也希望国家能进一步加大扶持力度。在日本，每收集、使用1吨废旧塑料，国家补助5万日元。目前，国务院已发布《发展循环经济的意见》以及《关于节约木材的规定》，但具体的支持政策还需尽快制订。市场认知度不够。欧美等发达国家的木塑行业经历了20年，但国内的木塑行业从开发到制造出产品还不到10年，因此市场认知度低对于木塑行业来说是最大的困难。现在，木塑材料在我国的应用仍处于较为初级的阶段。这主要表现在：第一，企业数量太少，不能形成一定规模的产业集群和群体拉动效应。第二，全国总体生产能力不够，生产线配置不理想，成套产品尤其短缺。第三，多数木塑产品品质不高，且种类单一，不少产品尚属于粗笨、简单的低端材料，缺乏市场竞争力。第四，诸多相关研发机构、辅助厂商缺乏与企业的协调，不能相互提供支持。从根本上看，还是技术工艺水平制约了木塑材料的发展。尽管早在2003年国家发改委就将木塑材料列入了“国家高技术产业化新材料专项项目”，但由于受种种原因的制约，导致木塑材料市场推广严重落后。虽然，木塑复合材料还存在很多的问题，但它是一种前景看好的环保型材料，加工技术会日趋成熟和多样化，它将逐步替代PVC等塑料制品，其市场前景将是十分广阔的。七，木塑复合材料在国内外的发展情况木塑结合并不新鲜。美国早在几十年前就开始了木塑复合挤出,近5年发展特别快。20世纪90年代以来,北美、欧洲的许多国家对木塑复合材料已进行了大量的研究,其生产和应用方面也在迅速增加。北美和欧洲2002年消费的木塑复合材料达到68万吨,预计到2010年前将以14%和19%的速度增长。北美是目前世界木塑复合材料市场最大的地区,据美国PricipiaParlners咨询公司的专项报告显示2001年仅北美市场用量就达32万吨,2005年用量以两位数字增长,其中铺板用量就占总用量的60%以上。护墙板、天花板、装饰板、踏脚板、壁板、高速公路噪音隔板、建筑模板、防潮板,装饰边框、栅栏和庭园扶手、包装用垫板,室外露天桌椅,船舶坐舱隔板、办公室隔板等,以及开发中的披叠板、百页窗等的需求增长都相当快。美国在木塑复合材料的生产开发和应用上走在最前列,其最大制品是铺板,生产工艺为挤出成型。在欧洲的窗户、门板、板条、家具生产制造中,木塑复合材料的应用量一直在增长，其发展势头增长强劲。在汽车工业用天然纤维填充塑料方面,欧洲在世界上是领先的,但在木填充材料方面,德国落后于美国、日本,因此,在这个领域内有高速增长的发展空间。此外,日本EINEngineering公司专门用于医院、诊所、候诊室、厕所等场所的抗菌木塑复合材料专利技术过硬。日本拥有WPC产业化的成套生产技术和设备，其制品广泛应用于水产养殖设施和运输业，特别是住宅建材领域。2000年，WPC在建材中的应用占了总产量2．2万吨的70％，土木工程占10％（高速