塑木复合材料挤出成型工艺探讨

２００７．Ｎｏ．３．（总第１５２期

）

ｗｗｗ．ｃｎ－ｐｌａｓｔｉｃｓ．ｎｅｔ塑木复合材料挤出成型工艺探讨

王玉梅季建仁

惠东美新塑木型材制品有限公司

广东

惠东

５１６３２１

塑木复合材料（ｗｏｏｄｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，简称ＷＰＣ）是指以经过预处理的植物天然纤维或粉末（如木、竹、花生壳、椰子壳、亚麻、秸秆等）为主要组分，与高分子树脂基体复合而成的一种新型材料。该材料具有植物纤维和高分子材料两者的诸多优点，能替代木材，可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾。其应用范围非常广泛，主要应用在建材、

汽车工业、货物的包装运输、仓贮业、装饰材料及日常生活用具等方面。由于植物纤维的可再生性、可被环境消纳性，所以

ＷＰＣ是一种极具发展前途的绿色环保材料，其生产技

术也被认为是一项有生命力的创新技术。因此具有广阔的市场前景和良好的经济效益和社会效益。

近几年来，塑木的生产发展迅猛，许多项目处在试产阶段，现在根据我们的实际体会就挤出成型方面的问题与同行进行探讨。

目前ＷＰＣ的主要成型加工设备为双螺杆挤出机，这是因为双螺杆挤出机依靠正位移原理输送物料，压力回流小，加料容易；排气效果好，能够充分地排除天然纤维素中的可挥发成分；螺杆互相啮合，自清洗能力强，物料的混合、塑化效果好。物料在双螺杆中停留时间短，可有效避免物料的过分塑化及天然纤维的碳化。由于双螺杆挤出机的加料、混合效果好，因此广泛应用在ＷＰＣ生产中。

双螺杆挤出机可分为平行双螺杆挤出机和锥型双螺杆挤出机。本文重点讨论同向锥型双螺杆挤出机的生产成型工艺。１ＷＰＣ生产工艺流程

２成型工艺参数２．１螺杆转速

螺杆的转速与生产能力成正比。因此，提高转速可以有效地增加生产能力，但ＷＰＣ挤出加工过程中螺杆转速的增加受到许多限制。大部分天然纤维都是热敏性的，过高的螺杆剪切会导致物料的降解和碳化。选用合理的螺杆结构能充分满足物料的塑化、停留时间和挤出压力要求。只有在满足物料的挤出温度、剪切强度、混合、排气及挤出机功率限制的前提下，才能最大限度地利用螺杆转速以提高生产率。

２．２挤出机温度和压力

ＷＰＣ挤出加工过程中，挤出机的温度和压力控制

也十分重要。若挤出温度过高，物料易降解，同时过高的温度使熔体的粘度降低，挤出压力不足，造成制品表面粗糙、强度差，影响挤出质量；而温度过低又使得塑料塑化不良，不能充分包裹木粉，也会使制品的性能受到影响。另外在一定程度上，口模温度的控制能有效避免熔体破裂，过高与过低的口模温度都会造成熔体破裂。合理的螺杆结构也能有效的降低挤出机的温度、提高机头压力，可以有效地改善塑木复合体系的挤出加工性能。一般锥型双螺杆挤出机加工过程中

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—作者简介：王玉梅（１９７９－），女，工程师，长春工业大学高分子材料与工程专业，工学学士。毕业后一直从事塑料改性研究工作，现在惠东美新塑木型材制品有限公司从事技术开发工作。

塑木复合材料◆专栏◆

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废旧塑料袋可化身新型枕木，并可为建材制品及

包装材料开发提供广阔的空间。在近日青岛投入生产

的、由中美合资筹建的世界上第一条铁轨枕专业生产

线就取材于废塑料，全部出口美国，年出口额逾亿元。

同时，废塑料和粉煤灰混合可制作建筑用瓦。特别是

利用废泡沫塑料再生利用技术，将消泡后的废聚苯乙

烯泡沫塑料加入一定剂量的低沸点液体改性剂、发泡

剂、稳定剂等，经加热等工艺处理后生成硬质聚苯乙

烯泡沫塑料板。这种板可以单独使用，也可在成型后

再用薄铝板包敷做成铝塑板。其保温性能很好，不会

造成结霜和结露现象，且可降低工程造价，施工操作

方便。因此在北方采暖地区，该办法所生产的聚苯乙

烯泡沫塑料保温板十分受欢迎。

另外，可将废塑料直接粉碎、挤塑成型为“塑木”

新材料。这种材料使用广泛，室内家具、室外防盗垃圾

桶、园艺设施都是发挥“塑木”所长的产品，使其从一

种垃圾变成一种原材料，真正做到循环经济。

废旧塑料衍生建材新兴产业

各段温度范围如下：Ｉ段：１５０～１７０℃；Ⅱ段：１６０～１９０℃；

Ⅲ段：１７０～１９５℃；ＩＶ段：１８０～１９５℃；机头口模段：１８０～

２０５℃。各段的温度应尽可能稳定，且总的停留时间少

于１５ｍｉｎ。

２．３模具温度和定性冷却温度

对于ＷＰＣ的挤出生产来说，模具温度的高低，直

接影响制品的表面光滑情况以及制品的内应力大小。

实践证明，合理的模具温度是提高和控制产品性能的

重要因素。

２．４塑木生产过程中常见故障与对策

ＷＰＣ制品外观质量和内在质量出现问题时往往

不是由一个单独工艺点影响的，是由各段工艺之间相

互关联、互相影响的。要进一步控制好型材的外观及物

理性能，生产出高品质的塑木型材制品，除配方因素

外，更应该着重生产工艺的研究。附表１、表２列出一

些常见问题的影响因素和解决办法供参考。

３结语

在塑木复合材料的成型生产中，还有很多需要考

虑和重视的问题，这些问题解决的好坏，直接影响制

品的性能。因此，对合理的加工工艺进行探讨，无疑十

分有助于塑木复合材料配方研究和制品的生产加工。

参考文献

１许民，姜晓冰，王克奇．木塑复合材料的研究现状与应用前

景．林业科技，２００４，２９（３）：４１～４３

２薛平，王哲，等．木塑复合材料加工工艺与设备的研究．人造

板通讯，２００４（１１）：９～１３

表１塑木挤出成型的缺陷与主要因素关系

表２塑木挤出成型缺陷和解决对策ＭＡＲＣＨ塑木复合材料

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