木塑材料

高分子成型加工原理2011 ~ 2012 学年秋季学期

学院：材料科学与工程学院专业班级：高分子08-01班

姓名：王小萌李春林柴唤稳

高士鹏于星池徐政斌日期：2011 年09月28日

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木塑调查研究报告

摘要

木塑，即木塑复合材料，是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等代替通常的树脂胶黏剂，与超过35％-70％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成的新的木质材料。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。

关键词：木塑现状发展工艺用途

一．现状

木塑复合材料的产业化推广源于上世纪80年代的美国，最初是作为改性材料应用的。随着技术水平的提高，后被作为一种新型材料。目前，各类木塑制品在美国、加拿大、德国、英国、荷兰、日本和韩国等国家已得到较为广泛的应用，形成了一定规模的产业和市场。但在木塑复合材料制备和使用中同样还存在不少问题和有待改进的方面，国内外科研工作者对此也做了大量的工作，当前，主要研究方面包括下面几个方面：

1.界面改性

木质材料是由纤维素、半纤维素、木素以及抽提物等组成的天然高分子材料，其组成中含有大量的羟基，具有很强的极性和亲水性，而热塑性塑料大部分都属于非极性或弱极性的疏水性材料。因而两者的界面相容性比较差，导致复合材料的力学性能大幅下降，因而有必要对各组分进行表面改性。主要改性方法有物理方法和化学方法，其中物理方法包括：物理加工、静电表面刻蚀、溅射放电处理、碱化处理等，化学改性包括：偶联剂处理、接枝共聚等。Nenkova等[1]在含有10%马来酸酐的丙酮溶液中采用过氧化二苯甲酰(BPO)和过氧化二异丙苯(DCP)引发马来酸酐对木纤维进行表面改性，木纤维和马来酸酐发生化学反应，增加了界面黏合力，制得的PP基木塑复合材料的力学性能有了较大的提高。Selden等[2]的研究表明：PP-g-MAH能把50%木纤维填充量的PP/木纤维复合材料的冲击性能提高50%。

2.加工工艺

在工业上，木塑复合材料的加工主要是螺杆挤出，由于木纤维的填充量较高，导致复合材料的流动性较差，影响制品美观，对加工设备造成一定的磨损，而且

这也是制约木纤维含量的原因之一。因此，加工问题是木塑复合材料面临的一个主要问题，是制约木塑复合材料大规模生产的重要因素。例如PE-g-MAH可以成为复合材料良好的内润滑剂，在木纤维与聚合物之间起润滑作用。并且当加入硬脂酸盐时，PE-g-MAH和硬脂酸盐有良好的协同润滑作用。

3.加工设备研制

任何新型材料在产业化之前必须要有合适的加工设备，木塑复合材料也不例外，由于其加工工艺的特殊性，为了更好地提高产品质量，目前已研制出了多种专用设备。美国DavisStandard公司出产的Woodtruder牌双挤压系统，将木纤维加工与塑料挤压融入一体，因此不再需要单独的木粉干燥机，节省了空间，降低了火灾的危险，并且节省了能源和降低了加工成本。这种设备采用了L/D达28的1台平行双螺杆挤出机和1台单螺杆侧喂PP的注射发泡成型制件，可代替硬质板材用作料挤出机。据报道[4]，德国Kauss－Maffei公司出品的新一代木粉／聚氯乙烯共混挤出机拥有较长的预热区段，最佳的螺杆组合设计，同时设有双排气口，其L/D达36，其最大产量的挤出机型号为KMD90－36D挤出机，产量可达420kg/h。

二.国内厂家

1.安徽红树林新材料科技有限公司

安徽红树林新材料科技有限公司是一家集木塑材料和制品的研发、生产、销售、设计及应用为一体的高科技民营企业。红树林木塑是一种以天然植物纤维和塑料（主要是高密度聚乙烯）为主要原料，加入必要的化学助剂，在高温高压下挤出成型的，集塑料和木材的优质特性为一身并且可循环利用的新型环保材料。公司木塑产品已通过ISO9001及ISO14001国际质量体系认证，公司生产的木塑新材料已经顺利通过了安徽省产品质量监督检验研究院和国家建筑材料检测中心的检测。并顺利通过了SGS所做的测试和欧盟的CE安全认证。目前广泛应用于：园林景观、室外地板、栅栏、护栏、凉亭、墙板、托盘、货架、工业包装系列、建筑等领域。

2.广州凯迪林木业有限公司

广州凯迪林木业有限公司是集研发、生产、销售生态木和售后服务为一体的综合型企业。公司厂房座落于广州市制造业集中基地白云区均禾工业区,公司成功引进了国内最先进的生态木原料工艺技术和生产线加工设备。公司以“凯林”

生态木品牌立足市场，在建筑、建材、装饰材料、家具等行业及其它工业产品领域应用十分广泛。

3上海大佳景观休闲设备有限公司

上海大佳景观休闲设备有限公司为一家专业从事景观设备设计、开发、生产销售为一体的景观园林设备公司。公司产品吸收国内外先进的设计理念，为适合现代人追求回归自然舒适的生活方式而生产。公司产品选用的木材采用塑胶木、塑木、进口硬木等材料制作；塑胶木是高分子结构，含紫外线安定剂，不断裂、不生虫害、耐腐蚀、不易腿色。塑木是一种复合材料它是用木纤维和塑料经过高分子改性，利用挤出设备加工制成的一种新型的环保复合材料，其主要成分是热塑性树脂（PE、PP、PVC），木纤维、抗紫外线剂、色素及其他改良添加剂。其主要成分木纤维和塑料的配比基本在1：1左右。公司产品服务范围；设计及制作塑胶木户外家具（休闲座椅、垃圾桶、花箱容器、标示标牌等），户外木作工程（护栏、凉亭、栅栏、廊架、步道、平台、景观小品等）。我公司产品外形设计合理，美观大方，坚固耐用免维护，款式多样，并可依设计需求定制。我们的产品为您的公园、广场、街道、风景区、学校、度假村、海滩、高尔夫球场、厂区、别墅区、游乐场等环境空间提供最佳的选择。

三.用途

使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑料或热塑性再生料，同时添加部分相关增粘及相容改性剂，经挤出成型制成板材，型材，管材替代相应木制品。木塑制品除具有木材加工的优点外，还具有强度高，防腐，防虫，防湿，使用寿命长，可重复使用等优点。

木塑复合材料有以下主要用途：