木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)研究和具體應(yīng)用簡介

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2007-12-16 14:19:22點(diǎn)擊率：

    世界貿(mào)易組織成立以來，一直對(duì)進(jìn)出口包裝商品實(shí)施嚴(yán)格的檢疫制度（WTO／SPS協(xié)議）。1998年我國出口木質(zhì)包裝“天牛事件”的發(fā)生以及保護(hù)森林、退耕還林等環(huán)保政策的實(shí)施，更進(jìn)一步加快了我國木塑復(fù)合材料的研制與應(yīng)用。

    發(fā)展

    木塑復(fù)合材料（WPC）是用木纖維（或植物纖維）填充、增強(qiáng)、改

    性的熱塑性材料，兼有木材和塑料的諸多性能優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)擠出（或壓制）成型為型材、板材或其它制品，替代木材和塑料的應(yīng)用。

    木塑復(fù)合材料的研究已有八十多年的歷史，但一直未能工業(yè)化，1985年才少量用于吸音制品。隨著環(huán)境保護(hù)觀念的加強(qiáng)，1990年美國、韓國和日本的工業(yè)部門為尋求鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用，以及隨之開始的資源應(yīng)用，都推動(dòng)和加速了木塑復(fù)合材料的研究和應(yīng)用開發(fā)。把木粉填充配混料加工成復(fù)合材料是目前擠出行業(yè) 活躍的領(lǐng)域之一，新應(yīng)用開發(fā)也層出不窮。不少國家投入人力、財(cái)力、物力加快開發(fā)和應(yīng)用步伐，促進(jìn)了木塑行業(yè)的快速發(fā)展。

    美國木塑生產(chǎn)廠商Farrel公司認(rèn)為，開發(fā)木塑復(fù)合材料是環(huán)境

    問題受到重視和地球資源日益減少的結(jié)果。專家認(rèn)為，開發(fā)木塑復(fù)合材料的動(dòng)力來自于合理利用地球有限資源的要求，減少原始木材用量，保護(hù)森林，回收再利用舊木粉和塑料。就世界性而言，木纖維資源豐富、價(jià)廉、質(zhì)輕、對(duì)設(shè)備磨損小、尺寸穩(wěn)定性好、電絕緣性優(yōu)、無毒無害、可反復(fù)加工。而熱塑性廢塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和聚氯乙烯，包括新料、回收料以及二者的混合料。充足的原料來源為木塑行業(yè)發(fā)展提供了條件。

    從1998年2月開始，美國首先對(duì)我國出口貨物的木質(zhì)包裝材料實(shí)施

    新的檢疫標(biāo)準(zhǔn)，要求采取薰蒸或高溫消毒處理。隨后加拿大和歐盟國家相繼提出要求，否則將拒絕入境。目前我國托盤95％是木制的，而我國的木材資源儲(chǔ)量小，滿足不了市場的需求。資源的限制、市場的變化和環(huán)保的要求，決定了木塑復(fù)合制品將快速發(fā)展。

    制造

    目前世界木塑復(fù)合材料的制造主要采用擠出成型生產(chǎn)工藝。即將木

    粉與熔融樹脂混合后擠出成型。其主要生產(chǎn)設(shè)備為擠出成型機(jī)，目前常用的有兩種：一種是高速、高能耗“配混”型同向平行雙螺桿擠出機(jī)。一般為組合式螺桿，可調(diào)節(jié)螺桿長徑比、捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方式，靈活設(shè)置脫氣口，可以直接加工木粉（或植物纖維），完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續(xù)擠出。即木粉干燥和樹脂熔融分開進(jìn)行，因此往往是由“雙階”擠出機(jī)組成。一般要求廢木屑含水量為4％～7％。這種工藝要求有大量符合水含量要求的木粉，一般稱為“木材擠出機(jī)”。與此相類似的還有用含水6％～8％木粉加入擠出機(jī)主料口，擠出機(jī)前段作為脫水，然后通過側(cè)加料器加入塑料樹脂的擠出機(jī)，因此擠出機(jī)相對(duì)較長，長徑比（LD）可高達(dá)46。美國Andex公司在這方面居地位，已在歐洲、美國、加拿大、日本獲得了8個(gè)專利生產(chǎn)許可證。此外，意大利ICMA公司、美國DruppW＆P等公司生產(chǎn)同向雙螺

    桿擠出機(jī)也很有名。

    另一種設(shè)備是異向錐型雙螺桿擠出機(jī)，一般稱為低速、低能耗“型

    材”型設(shè)備，非組合式螺桿。它與一般錐型雙螺桿機(jī)比，為適應(yīng)熱敏樹脂加工需要，螺桿設(shè)計(jì)為適應(yīng)較寬的加工范圍，對(duì)木纖維的切斷作用少，樹脂少時(shí)仍能均勻分散。由于木粉比重小、填充量大，加料區(qū)體積比常規(guī)型號(hào)要大、要長。若木粉（植物纖維）加入量大，熔融樹脂剛性大，還要求耐高背壓齒輪箱，采用計(jì)量段短的螺桿，以確保木纖維停留時(shí)間短，防止其斷裂和劣化。設(shè)備的主要生產(chǎn)廠商有美國ExtionTekMilacron公司，德國SMC公司Cincinatti分公司。據(jù)悉前者在木塑復(fù)合材料制造方面很有經(jīng)驗(yàn)，享有世界“木塑大王”之譽(yù)。

    性能

    木纖維和植物纖維早期是作為提高塑料剛性的改性填充材料而應(yīng)用

    的。木塑復(fù)合可充分利用資源，而且可以回收利用。而廢棄材料能否回收利用，是二次綠色革命的重點(diǎn)，已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素，因而木塑復(fù)合材料的前景十分看好。

    木塑復(fù)合材料的主要特點(diǎn)如下：①社會(huì)經(jīng)濟(jì)性好，可持續(xù)發(fā)展，特

    別適于我國“保護(hù)森林”的國策；②耐用、壽命長，類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高；③具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會(huì)產(chǎn)生裂縫、翹曲、無木材節(jié)疤、斜紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品；5具有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工。加工設(shè)備新投入資金少，便于推廣應(yīng)用；⑤有類似木材的二次加工性，可切割、粘接、用釘子或螺栓連接固定；⑥利于裝潢、裝飾，可涂漆美化，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大；⑦不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小、不會(huì)吸濕變形；⑧能重復(fù)使用和回收再利用，可生物降解，保護(hù)環(huán)境；⑨利于環(huán)境保護(hù)，可用廢棄木屑、農(nóng)作物纖維和廢棄塑料作材料；⑩資源豐富，費(fèi)用低廉，低使用成本。目前木塑復(fù)合材料的缺點(diǎn)和不足是：韌性低于母體塑料，加工設(shè)備、下游裝置均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。我們相信，

    經(jīng)過世界各國科技人員的共同努力，不足之處將在短期內(nèi)得到改善。

    應(yīng)用

    像鋁塑復(fù)合材料一樣，北美是目前世界木塑復(fù)合材料用量大的地

     區(qū)。美國PricipiaPartners公司指出，2001年僅北美市場用量就達(dá)32萬噸，預(yù)計(jì)2005年用量將比2001年翻一番，其中板材（包括平臺(tái)、路板、站臺(tái)、墊板）、包裝用墊板和組合托盤用量就占總用量的60％以上。

    此外，裝飾材料如護(hù)墻板、天花板、裝飾板、踏腳板、壁板、噪音

    隔板、海邊地板、建筑模板、防潮板均可使用木塑復(fù)合板材。還可用于裝飾邊框、柵欄和庭院扶手以及家俱、坐艙隔板、辦公室隔板、貯存箱、花箱、活動(dòng)架、百葉窗等。

    美國Strandex公司指出，由于木塑復(fù)合材料是環(huán)保型綠色材料，盡

    管目前歐洲用量不大，但因?yàn)榧庸S擔(dān)心歐共體會(huì)以法規(guī)的形式來有效地限用PVC，所以木塑窗框替代PVC窗框是巨大的市場和機(jī)會(huì)。因此專家認(rèn)為，木塑制品替代PVC和其他塑料制品，會(huì)像以前塑料制品和鋁塑復(fù)合材料一樣快速增長，應(yīng)用前景廣闊。

    去年我國塑料制品總產(chǎn)量已達(dá)到2000萬噸，名列世界第二位，我國

    包裝塑料產(chǎn)量已超過380萬噸，占總產(chǎn)量的18％以上，包裝廢棄塑料數(shù)量龐大。此外，我國垃圾的產(chǎn)量進(jìn)入高峰期，年產(chǎn)量達(dá)1.3億噸，成為世界上垃圾多的國家。木屑和農(nóng)作物植物纖維需要尋找出路，也為我國木塑復(fù)合材料的發(fā)展創(chuàng)造了條件。因此木塑復(fù)合材料必將大有市場。

    總之，木塑復(fù)合材料跟其他復(fù)合包裝材湖北省鄖西縣香口鄉(xiāng)招商項(xiàng)目

1997-1999年，武昌區(qū)對(duì)口幫扶香口鄉(xiāng)三年，累計(jì)籌集資金（物資）百萬元，無償扶持我鄉(xiāng)實(shí)施集鎮(zhèn)道路硬化、村級(jí)公路建設(shè)、財(cái)源基地建設(shè)等項(xiàng)目，援建了兩所希望小學(xué)和一個(gè)商業(yè)營銷連鎖店。

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