塑木復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)講座--1

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聚合木知識(shí)講座

聚合木是一種既可以代替塑料，又可以代替木材、鋼材、鋁材、水泥使用的全循環(huán)、高環(huán)保、節(jié)約型的高科技新材料。它一出現(xiàn)就引起社會(huì)各界的高度重視，人們急切地希望了解這方面的知識(shí)。為了滿足社會(huì)各界的要求，本網(wǎng)站約請(qǐng)了聚合木主要發(fā)明人親自撰寫(xiě)了這一講座，從今日起陸續(xù)刊出。
講：什么是聚合木？
聚合木是用木材、秸稈、灌木枝條等木質(zhì)碎料為主要原料，用反應(yīng)引發(fā)劑引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，促使木質(zhì)材料塑化并重新聚合、復(fù)合后，用塑料加工方法制造出來(lái)的一種接近自然的木質(zhì)材料。是至今的利用了木質(zhì)材料所有成分，不排放廢棄物完全不含甲醛等有毒物質(zhì)的人造木質(zhì)材料。
木質(zhì)材料與鋼材、水泥、塑料一起被稱為建設(shè)必須的四大基礎(chǔ)原材料，木質(zhì)材料是其中可再生的。近五十年來(lái)，木質(zhì)材料主產(chǎn)品已經(jīng)歷兩代，代是原木、鋸材，第二代是膠合板、纖維板、刨花板等人造板。紙漿一直是木質(zhì)原材料的主產(chǎn)品之一。木質(zhì)材料的主要成分都是木素、半纖維素、纖維素。第二代主產(chǎn)品名為木材綜合利用產(chǎn)品，其實(shí)都只利用其中的纖維素，要將占其重量一半以上的木素和纖維素排除掉，材料利用率很低。由此，導(dǎo)致了纖維素含量高的森林被過(guò)量采伐，損害了地球生態(tài)環(huán)境。停止和減少森林采伐的呼聲一浪高過(guò)一浪。為了解決這一危機(jī)，人們一方面提倡以鋼代木，以塑代木，又大量消耗了的石油和鐵礦石等礦物原料，從而已經(jīng)或必將導(dǎo)致一個(gè)又一個(gè)發(fā)生原料危機(jī)。也加劇地球大氣CO2含量上升，氣候變暖。另一方面，面對(duì)大樹(shù)不多了，人們用復(fù)合的辦法把小材小料膠合起來(lái)使用，為此就必須使用大量膠料。我國(guó)一年人造板4000多萬(wàn)噸，一年使用膠料400多萬(wàn)噸，其中90%以上為脲醛樹(shù)膠，這是空氣中甲醛污染的主要來(lái)源，現(xiàn)代城市人正身陷以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染期。而且裝修越，室內(nèi)污染越嚴(yán)重。北京電視臺(tái)廣播了一條消息，一戶居民反映其室內(nèi)裝修使用的都是大企業(yè)達(dá)標(biāo)的木質(zhì)材料，裝修兩個(gè)月后一測(cè)量甲醛含量超標(biāo)七倍。他們對(duì)此非常想不通，找到電視臺(tái)，電視臺(tái)找到專家，專家告訴他們單項(xiàng)材料是達(dá)標(biāo)的，但達(dá)標(biāo)的材料也是要放出甲醛的。家庭裝修越，使用的木質(zhì)材料越多，每一部分材料是達(dá)標(biāo)的，但這些材料加一起放出的甲醛的總和就超標(biāo)了。在甲醛污染上，“花錢(qián)越多，受的害也越大”的規(guī)律是不可規(guī)避的。由此可見(jiàn)，第二代木質(zhì)材料不在技術(shù)上升級(jí)換代，放棄任何含甲醛的材料，室內(nèi)空氣污染問(wèn)題是解決不了的。
現(xiàn)在人們研究無(wú)膠材料已有很長(zhǎng)時(shí)間。人們?cè)脻穹ㄖ圃炖w維板，這種纖維板雖然本身不含膠料，但制造中要產(chǎn)生大量廢水，現(xiàn)在已退出歷史舞臺(tái)。人們已在研究各種通過(guò)化學(xué)處理、微生物處理方法使木質(zhì)材料表面活化，實(shí)現(xiàn)無(wú)膠膠合。但由于產(chǎn)品性能和成本問(wèn)題，大都只能停留在實(shí)驗(yàn)成果上。不能工業(yè)化生產(chǎn)。十多年前人們終于生產(chǎn)出了木塑材料，用無(wú)毒的塑料代替有毒的膠料生產(chǎn)出了復(fù)合材料。日本等發(fā)達(dá)國(guó)家有許多這方面的專利，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，目前全世界一年的產(chǎn)量已達(dá)到了幾十萬(wàn)噸。但這種材料也有許多難以克服的缺陷：1)木塑材料產(chǎn)生于塑料改性，只是把木材當(dāng)成填充物，所以從根本上講，它不是木質(zhì)材料，是石油材料。2）塑料和未改性的木質(zhì)材料相容性很差，比起碳酸鈣等低分子填充物來(lái)，木質(zhì)材料的使用價(jià)值要低得多；3）擠出成型困難，制品質(zhì)量不高，廢品率高；4）使用塑料數(shù)量比重大，品種很窄；5)由于以塑料為主，再加上加工困難，木塑產(chǎn)品生產(chǎn)成本很高，與木質(zhì)人造板等相比，沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差；6）塑料與木材結(jié)合不緊密，材料性能不能滿足使用需要。比如木塑材料在熱接時(shí)，木粉熱膨，塑料熱縮，接不起來(lái)。
現(xiàn)在地球上一年有上億噸植物光合作用生成的木質(zhì)材料，是可再生的，找不到利用方法，年復(fù)一年地廢棄。難道人們不可以將其利用起來(lái)生產(chǎn)出一種新材料，代替石油和木材利用嗎？正是在這一背景下，聚合木被研究出來(lái)了。它有如下優(yōu)勢(shì)：，它把木質(zhì)材料的所有成分聚合、復(fù)合在一起，沒(méi)有污染物排出。真正使現(xiàn)在未能利用的木質(zhì)材料被利用起來(lái)；第二，它主要依靠木質(zhì)材料分子之間的結(jié)合力，接合在一起，不需任何膠料，真正是無(wú)甲醛產(chǎn)品；第三，制造工藝簡(jiǎn)單，可以工業(yè)化生產(chǎn)，而且機(jī)器設(shè)備投資很少，家庭小企業(yè)、大公司都可以制造。第四，制品用途廣泛，從理論上講，現(xiàn)在用塑料、木材、鋼材、水泥等制造的絕大部分制品都可用聚合木替代。第五，制品不吸水、抗酸堿、抗紫外線，不腐爛，使用時(shí)間長(zhǎng)，是第二代木質(zhì)基礎(chǔ)原材料的升級(jí)換代技術(shù)。
第二講：聚合木是怎樣制造的？
包括木材、竹材、秸稈、灌木枝條等在內(nèi)的木質(zhì)材料是不溶不融的粘彈性固體材料，在通常情況下只能碳化，不能塑化，無(wú)法進(jìn)行塑性加工，它與熱塑性塑料之間也是油—水關(guān)系，很難結(jié)合。生產(chǎn)聚合木首先要突破塑化這一關(guān)鍵。現(xiàn)在這種關(guān)鍵技術(shù)已被中國(guó)林經(jīng)學(xué)會(huì)有關(guān)專家突破，已被北京首林科技發(fā)展有限公司及內(nèi)蒙古鑲黃旗首林分子復(fù)合材料有限公司首先在生產(chǎn)實(shí)踐中采用。這項(xiàng)技術(shù)工藝簡(jiǎn)單：把木質(zhì)材料粉碎，將碎料平攤在水泥地，對(duì)其噴灑一定量的反應(yīng)引發(fā)劑，在20～35℃常溫下密封堆放七至十天，木質(zhì)材料內(nèi)部就會(huì)引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng)，生成大量中間體，實(shí)現(xiàn)了初步塑化。然后將初步塑化了的碎料與要添加的各種非木質(zhì)材料混合，將混合料放入改造后的塑料造粒機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)性造粒，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步塑化，生產(chǎn)出聚合木粒料(PM)；再把聚合木粒料投進(jìn)改進(jìn)后的擠出機(jī)、注塑機(jī)，讓其在一定的溫度和壓力下進(jìn)一步聚合復(fù)合生產(chǎn) 出所需要的聚合木制品，其整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都已工業(yè)化。都有了標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械設(shè)備可供購(gòu)買(mǎi)使用。與木塑和塑料加工工藝相比，它主要是增加了一道木質(zhì)材料自身初步塑化的工藝。(未完待敘)

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