木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势道

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1、木塑复合材料加工技术研究现状及发展趋势第1页共23页木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势一木塑复合材料加工技术随着科学技术的发展现代社会对材料的要求更高了既要求其有较好的物理力学性能对人类有亲和力又要环保。木材是一种天然生物质材料自古以来被人们广泛喜爱和使用。随着我国天然林面积的减少和“天然林保护"政策的实施木材资源困乏、质量下降、木材价格越来越高、木材加工业的废弃物增多以及世界林产品需求量的增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻找木材的替代品。而由于生产和生活水平提高过去被大量用于烧柴的木制品加工废弃物如木屑、刨花、边角废料以

2、及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费并对环境产牛极大的破坏性影响。据统计我国每年由于木材加工余下的废弃木粉量达数百万吨其他天然纤维如稻糠等的产量上千万吨这些资源如能得到有效开发和利用价值可观。在不断研究中人们认识到木材改性技术可以实现新的突破而填充改性既可以降低产品成本乂可以提高产品的使用性能甚至赋予木材材料全新的性能从而使木材行业有了新的生机。与此同时塑料制品在牛产和牛活中的应用随着经济发展越来越广泛因塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为一大环保难题。有关数字表明在城市垃圾中塑料废弃物已占到垃圾总量的2535o在我国

3、城市人口每年产生的废I口塑料达240万280万吨已成为环卫部门的严重负担。如果能将废旧塑料制品有效利用起来将对环保和经济发展产生巨大的推动作用。这种背景下将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新的材料即木塑复合材料Wood—polymerComposites简称WPC也就应运而牛了。1木塑复合材料的定义木塑复合材料WPC是以木材为主要原料形式有锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、廿蔗渣、棉秸秆等经过适当的处理使其与各种塑料用于木塑复合材料的热塑性塑料主要有聚氯乙烯PVC聚乙烯PEA聚丙烯PPS聚苯乙烯PST聚甲基丙烯酸甲酷CPM

4、M以及聚乙烯PE聚丙烯PP、聚苯乙烯PS等按一定比例混合并添加特制的助剂如偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、防霉剂等加工助剂经高温、挤压、成型等工艺制成的一木塑复合材料加工技术研究现状及发展趋势第2页共23页种新型复合材料是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料其性能优良、用途广泛、利于环保有广阔的发展前景值得大力研发推广。2木塑复合材料的分类木塑复合材的制造方式目前主要有两种一种是将塑料单体或者低聚合度树脂浸入到实体木材中通过加热或辐射引发塑料单体或者低聚合度树脂在木材中进行自由基聚合所得复合材料称为塑合木。这

5、种复合方式可以提高木材的尺寸稳定性、耐腐性、防蛀性以及木材的物理、力学性能。所浸注的单体一般釆用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等单体。另一种是将木材以刨花、纤维和木粉的形态作为增强材料或填料添加到热塑性塑料中并通过加热使木材与熔融状态的热塑性塑料进行复合而得到的复合材料称为木塑料复合材料简称WPCo从木塑复合材料的基体与功能体结合方式考虑可将其分为以下三类1实体木材一塑料复合材料此类材料以基体与功能体之间或功能体在基体内部的化学合成反应为主要特征。2木纤维木粉一塑料复合材料此类材料以木质纤维材料为基体与高分子量塑料直接复合其结合方式以两种材料表

6、面或界面物理结合为主。此种材料的制造工艺是将木纤维或木粉与塑料充分混合在混合过稈中塑料熔化形成制品。当木材组分低于50时称为木质填料塑料而木材组分高于60时则称为热塑性树脂增强型复合材料。该种复合材料的某些物理力学指标优于纯木材制品可再成型为各种模压制品在包装、家具、房屋建筑及汽车内饰件等领域具有广泛的应用前景。3木材一塑料合金复合材料。将实体木材或单板用一种聚合物的单体或预燃物浸注然后再使其在木材屮聚合。一般来说这种聚合物不能进入木材的细胞壁而是存在于细胞腔内。此种聚合材料比原有材料具有更高的强度、刚度、耐磨性及其它一些优良的物理性能

7、。可制成地板、乐器、运动设备及装饰材料等。木材塑料合金复合材料要求木材高分子与塑料的完全融合具有类似于金属材料以及共混高分子材料所达到的那种状态。该种复合材料首先要对木材的化学组分进行改性使其能溶于某些溶剂之中或与高分子塑料之间相互均匀分散。3木塑复合材料的特点木塑复合材料加工技术研究现状及发展趋势第3页共23页1木塑复合材料的优点①社会经济性好可持续发展特别适于我国“天然林保护"的国策②耐用、寿命长类似木质外观比塑料硬度高③具有优良的物性比木材稳定性好不会产牛裂缝、翘曲、无木材竹疤、斜纹加入着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩绚丽的各种制

8、品④具有热塑性塑料的加工性容易成型用一般塑料加功设备或稍加改造后便可进行成型加工。加工设备新投入资金少便于推广应用⑤有类似木材的二次加工性可切割粘接用钉子或螺栓连接固定⑥利于装潢、装饰可涂漆美化产品规格形状