木塑复合材料(WPC)特点及应用简介
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木塑复合材料(WPC)特点及应用简介
日期:2012年2月25日 14:49
木塑复合材料是以锯末,木屑,竹屑,稻壳,谷糠,花生壳,棉秸秆等低植生物质纤维为主原料,利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点,混配一定比例的塑料基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用,涵盖面广,产品种类多,形态结构多样的基础性材料。
目前,国内外对此称谓不一,也有将其称之为塑木,环保木,科技木,再生木,聚合木等,英文名称:Wood-Plastic Composites,缩写
为WPC。
它具备木材加工的所有特性。
这种新型材料具有五大特点:
1.原料资源化:其生物质材料部分基本为废弃物利用,来源广泛,价值低廉;塑料组分要求不高,新,旧料或混合料均可,充分体现了资源的综合利用和有效利用。
2.产品可塑化:木塑产品为人工整体合成制品,可根据使用要求随机调整产品工艺和配方,从而生产出不同性能和形状的材料,其型材利用率接近100%。
3.使用环保化:木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均安全环保,无毒无害,其生产加工过程中也不会产生毒副作用,故对人体和环境均不构成任合危寄存器。
4.成本经济化:木塑制品实现了低价植材料抽高附加值产品的转移,不仅维护费用极低,而且产品寿命数倍于然木材,综合比较具有明显的经济性优势。
5.回收再生化:木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用,且不会影响产品使用性能,能够真正实现“减量化,再生化,资源化”的循环给济模式。
木塑复合材料的应用领域:
1.建筑材料:包括基材,整体门板,墙板,地板和装饰材系列;
2.户外设施:包括栅栏,地板,立柱,扶手等几大类产品;
3.物流运输:主要有包装箱,集装箱板,轻,重型托盘等;
4.交通设施:主要有隔栏,隔板,护墙,标示牌等;
5.家俱用品:主要有衣柜,橱柜,茶几,花架等。
随着天然木材资源的日益减少,而对木质制品的市场需求量却与日俱增,假以时日,一个巨大的需求终究会使国内木塑材料的市场大门洞开。
这是未来的必然趋势。
木粉的选择和处理
日期:2009年8月31日 14:56
塑木技术中所应用的木粉一般无大的严格要求,各类木材的木粉和各种植物纤维等一般都可使用(木材加工过程中产生的锯末,下脚料粉碎后皆可),对加工的影响并不大,主要要求各种木粉的粒径一般在20~100目,在此基础上,要保证木粉和塑料在混合前进行烘干处理。
一般木粉含水量应控制在3%以内。
烘干设备可采用电加热,也可用微波加热烘干或自然干燥。
烘干后的木粉应存放在于燥的地方(室内),不可二次吸潮,否则会对加工影响较大。
需要一提的是,在用带排气功能的挤出机,特别是双螺杆挤出机加工塑木材料时,可以不对木粉进行特别的烘干处理,只需日光下自然干燥即可直接进行挤出加工。
对木质部分进行处理
木质的处理主要分化学和物理两大类方法:
化学方法:
(1)表面接枝法:接枝是一种有效的改性方法,可以在复合前或复合的同时对植物纤维进行接枝。
如可
以用马来酸酐、异氰酸盐等接枝植物纤维。
(2)界面偶合法:用偶联剂与植物纤维形成共价键来改变界面粘合性。
如采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等处理纤维,改善纤维与树脂的相容性。
偶联剂的最佳用量与偶联剂在木粉颗粒表面的覆盖程度有关。
如果偶联剂用量太少,会因为填料表面的包敷不完全,难以形成良好的偶联分子层,起不到理想的偶联和增容作用。
用量太多,则偶联剂过剩,在木粉表面会覆盖过多的偶联剂分子,形成多分子
层,易造成填料与树脂之间界面结构的不均匀性,且偶联剂中未反应的其他基团也会产生不良作用,从而
降低复合材料的力学性能。
(3)乙酰化处理法: 植物纤维表面的羟基经乙酸酐或烯酮处理后,木材上的极性羟基基团被非极性的乙
酰基取代而生成酯。
在工业上通常使用乙酸酐、冰乙酸、硫酸的混合液进行乙酰化处理。
(4)低温等离子处理法:低温等离子处理主要引起化学修饰、聚合、自由基产生以及植物纤维的结晶度
等物理变化。
物理方法:
(1)物理加工法。
通过拉伸、压延和热处理等方法对木纤维或木粉等进行预处理,这种方法不改变其表
面的化学组成,但是可改变纤维的结构与表面性能。
(2)碱处理法。
NaOH等能溶解木质中部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质,不改变主体纤维素的化学结构,而使微纤旋转角减小,分子取向提高,从而提高微纤的断裂强度等。
其处理效果主要取决于
碱金属溶液的类型及溶液的浓度。
(3)酸处理法。
用低浓度的酸液处理木质部分,主要除去影响材料性能的果胶等杂质。
(4)有机溶剂处理法。
主要用来洗脱木质中的蜡质,从而提高木质部分和聚合物基体间的粘结性。
(5)原纤的表面放电处理。
主要采用溅射放电、电晕放电等,这种处理主要引起物理方面的变化,可使
植物纤维表面变得粗糙等以增强界面间的粘结性能。