【文章內(nèi)容簡介】 工作 10年，具有豐富的木塑復合材料生產(chǎn)管理和技術實踐經(jīng)驗?，F(xiàn)為 ****市 ****實業(yè)有限公司總經(jīng)理， 公司主要技術管理人員。公司是成立于 1985 年的木制品加工企業(yè)，已擁有研發(fā)及應用產(chǎn)品開發(fā)為一體的，擁有一流的技術水平和專業(yè)人才。 第五章 市場分析 木塑材料兼具塑料和木材的性能，具有優(yōu)良的防潮性能、鉆孔性能和鉚釘性能，更好的結構剛性、更好的外觀和觸感，改善了抗破碎性能，其質(zhì)量、均一性以及環(huán)境 友好性均得以顯著改善，綜合物理機械性能和制品的外觀優(yōu)良，可替代木材和化工塑料用于注塑生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)量高；從技術層面說，正是自身具備了諸如塑料、木料、金屬等材料的諸多優(yōu)點，可以代木；可以代塑，可以代鋁，應用面廣，從市場應用的需求分析，可以在以下領域規(guī)?；瘧茫? 1．建筑材料：包括基材、墻材、模板、地板和裝飾材系列； 2．戶外設施：包括柵欄、鋪板、立柱、扶手等幾大類產(chǎn)品； 3．物流運輸：主要有包裝箱、集裝箱板、各類托盤等等； 4．交通設施：譬如隔欄、隔板、護墻、標牌、墊木等等； 5．家居用品：譬如衣柜、櫥 柜、桌椅、茶幾、花架等等。 該項目的實施能大量減少森林資源消耗，減少塑料零部件石化含量，降低二氧化碳排放量，符合京都條約協(xié)定，符合歐共體處理廢物要求，屬于社會倡導的環(huán)保型產(chǎn)品。 該項目生產(chǎn)的木塑材料及其制品具備性能和成本的雙重優(yōu)勢，具有明顯的競爭力，產(chǎn)品應用面廣，國際市場非常歡迎，市場前景極為廣闊。 中國的木材加工工業(yè)和塑料工業(yè)十分發(fā)達，木塑復合材料以其優(yōu)良的物理特性和環(huán)保特性受到歡迎，可以替代獲得廣泛應用的木制品和塑料行業(yè)，隨著技術的提高和質(zhì)量的改善及生產(chǎn)能力的提高 ，木塑產(chǎn)品可以在塑料和木制品行業(yè)獲得廣泛應用，市場前景廣闊，為木塑生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的商機。 木塑是一個非常年輕的產(chǎn)業(yè)，成長的歷史不過 10年，是一個新興產(chǎn)業(yè)，作為一個人均可利用資源并不富饒的國家，我們十分需要這樣一類能夠充分體現(xiàn)科技轉化為生產(chǎn)力的創(chuàng)新產(chǎn)品，因為它能夠較好地詮釋資源開發(fā)、循環(huán)使用、健康環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等綠色經(jīng)濟理念。從這個意義上落實科學發(fā)展觀，建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，具有重要社會意義和經(jīng)濟價值。 國外木塑產(chǎn)業(yè)概況：北美是目前世界上木塑復合材料發(fā)展最快和用量最大的 地區(qū)，近 10多年來，美國木塑市場的增長率都保持在10％以上。近年來歐洲木塑復合材料的發(fā)展趨勢有加快傾向，木塑產(chǎn)業(yè)在歐洲還有較大的增長空間。 木塑產(chǎn)業(yè)作為還處于發(fā)育時期的新興產(chǎn)業(yè)，其單項技術水平和個別產(chǎn)品已能與國外一些同行相媲美，成為目前中國制造業(yè)中為數(shù)不多的、能夠與歐美發(fā)達國家平等對話的產(chǎn)業(yè)之一。 高木粉填充量注塑級木塑材料及其制品是木塑產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品，其獨特的優(yōu)良性能可以擴展應用到木材和塑料及金屬制品的領 域，需求面廣量大，本項目產(chǎn)品的市場是十分廣闊的。 高木粉填充量注塑級木塑材料 及其制品是木塑產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品，其獨特的優(yōu)良性能可以擴展應用到木材和塑料及金屬制品的領域，需求面廣量大，本項目產(chǎn)品的市場是十分廣闊的，通過不斷地改良技術，可預見產(chǎn)品的經(jīng)濟壽命期是無限的。 、生產(chǎn)情況 根據(jù)福建省南平市科技情報研究所查新中心在國內(nèi)檢索結果，國內(nèi)已有木塑產(chǎn)品方面的文獻報道，目前主要的木塑產(chǎn)品主要是通過擠出成型工藝，木粉填充量大都在 30~40%，主要生產(chǎn)戶外庭院圍欄，托盤，線條，地板等產(chǎn)品，本項目產(chǎn)品木粉填充量達到 55，可用于注塑生產(chǎn)，生產(chǎn)制品應用面廣量大，產(chǎn)品檔次高，成本低 附加值大。木粉填充量達到 55%以上可以用于注塑生產(chǎn)的木塑材料的生產(chǎn)工藝未見報道。 本項目產(chǎn)品木粉填充量達到 55~80%，可用于注塑生產(chǎn)，兼具塑料和木材的性能，具有優(yōu)良的防潮性能、鉆孔性能和鉚釘性能，更好的結構剛性、更好的外觀和觸感，改善了抗破碎性能，其質(zhì)量、均一性以及環(huán)境友好性均得以顯著改善，綜合物理機械性能和制品的外觀優(yōu)良，成本低，顯見其較木材和化工塑料的獨特優(yōu)點，成本低附加值高，在廣大的木制品市場和塑料制品市場有明顯的競爭優(yōu) 勢， 成本低附加值高極具推廣使用價值。 該項目木塑材料的符合京都條約協(xié)定，符合歐共體處理廢物要求。 中國在各個行業(yè)出口木制品和塑料制品， ****市 ****實業(yè)公司有二十多年木制品出口經(jīng)驗，其木制窗簾桿產(chǎn)品暢銷歐美，現(xiàn)在已經(jīng)取得世界著名百貨公司 Homebase和 Argos的認可并簽訂長期供貨合約，實現(xiàn)大量出口已經(jīng)確定。 目前，本項目產(chǎn)品已經(jīng)完成了著名外國公司 HunterDouglas，Homebase和 Argos對產(chǎn)品進行樣品確認且已經(jīng)銷售給英 國 Dunnelm公司，由于其性能優(yōu)越，銷售價格低于同類木制品和塑料制品，在國內(nèi)市場同樣具有相當強的競爭力，產(chǎn)品將供不應求 木材與塑料復合所得的產(chǎn)品要能夠作為生態(tài)環(huán)境材料必須有三大特點： ①要能滿足使用上的性能要求； ②必須考慮盡可能節(jié)約資源和能源，盡可能減少對環(huán)境的污染； ③在研究、設計制備材料及使用廢棄材料和生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，材料或產(chǎn)品在整個壽命周期中必須滿足對環(huán)境的協(xié)調(diào)性要求。 木塑復合材料兼有木材和塑 料的雙重性質(zhì)，加入一定量的功能材料，可使其具有耐磨、阻燃，耐老化性能以及可降解等功能。應使材料從低級到高級、從單功能向多功能的方向發(fā)展。通過調(diào)節(jié)其復合度、選擇其連接形式和改變其對稱性等因素，以達到功能材料所追求的高價值。在進行功能木質(zhì)復合材料的研究過程中應考慮各組成的物理及化學性質(zhì)，以避免各組成之間的沖突。要充分提高其主要力學性能，使其能夠作為結構材料使用。 納米科技是一門多學科交叉、基礎研究與應用開發(fā)緊密聯(lián)系的高技術，如：納米電子學、納米化學、納米材料學和納米機械 學等。組成相或晶粒結構控制在 100納米以下長度尺寸的材料稱 為納米材料。將納米科技導入木材科學與技術領域，可把木材科學、木材一無機、有機復合材料學研究水平提升到納米尺度的研究階段。木材在變成納米尺寸后，其材料特異性質(zhì)、尺寸效應及變化機理，以及木材改性的顯微結構關系可能使木材改性出現(xiàn)突破性的進展。木材本身存在著宏觀空隙、微觀空隙和介質(zhì)空隙。其中的介質(zhì)空隙是指三維、兩維或一維尺度在納米量級 (1— 100 nm)的空隙，因此可稱為納米空隙。木材中存在納米尺度空隙意味著木材本身可以容納納米微粒 (粉體 )、納米管和納米棒等，由此可見，木材制造成納米粉體或是將納米材料填充到木材的納 米空隙、或是通過納米材料的加入改善木材與其它材料的性質(zhì)是完全可能的。 大量廢舊塑料制品 (薄膜、包裝袋、快餐盒等 )被拋向人類賴以生存的自然環(huán)境，而造成“白色污染”，這給回收治理帶來難度。因此，進一步提高人們的環(huán)境保護意識，制定相應的法規(guī)來規(guī)范塑料制品市場尤其重要。對于生活垃圾，應逐步實施垃圾袋裝化以及垃圾分類的措施。加大執(zhí)法力度，嚴格控制“白色污染”的出現(xiàn)，以便于有效地對廢塑料制品進行回收利用。 可利用物理或化學的方法，對木纖維的表面進行預處 理，改變木纖維表面的狀態(tài)，以達到改善表面相容性的目的。木質(zhì)材料是由纖維素、半纖維素、木素以及抽提物等組成的天然高分子材料，它是一種不均勻的各向異性材料，因此界面特性十分復雜。同時，組成木質(zhì)材料的纖維素、半纖維素、木素等主要成分中含有大量的極性羥基和酚羥基等官能團，其表面表現(xiàn)出很強的化學極性，因而在木材纖維表面主要是通過對極性官能團進行酯化、醚化、接枝共聚等改性處理，使其生成疏水的非極性化學官能團并具有流動性，使木材纖維表面與塑料表面的溶解度相似，以降低塑料基材與木質(zhì)材料表面之間的相斥性，達到提高界面粘合性的 目的。這可從物理改性與化學改性兩個方面著手進一步研究。 。隨著玻纖材料、空心微珠材料及納米材料等技術的發(fā)展，將其加入到木塑復合材料中來提高木塑復合材料的力學性能是完全可行的。 。近年來木塑復合材料成型技術和裝備的研究正在快速地發(fā)展。這項技術的發(fā)展具有以下 6 個特點。 （ 1）提高木塑復合材料表面相容性依然是研究的熱點之一； （ 2）聚合物基體由單組分再生料向多組分再生料方向發(fā)展， 使回收的多組分廢舊塑料（ PE、 PP、 PVC、 ABS 等）原料和經(jīng)過表面改型的植物纖維進行混合成型，制出木塑復合材料制品； （ 3）植物纖維份數(shù)由低份數(shù)（ 50 份以下）向高份數(shù)（ 1 0 0 份以上）發(fā)展，進一步降低材料成本， 增強產(chǎn)品的市場競爭力； （ 4）木塑復合材料微發(fā)泡技術、大型寬幅較厚的板材制品技術等成套設備及制品成型技術的開發(fā)，改善木塑制品應用中存在的諸如密度大、尺寸不能滿足實際需要等問題，不斷擴大木塑制品的應用領域； （ 5）木塑復合材料填充有植物纖維和其它填料（比如玻璃纖維等），以不斷的創(chuàng)新，開拓木塑復合材料的應用領域； （ 6）設計 新型的混煉設備和專用模具，以進一步解決木塑復合材料難混合、難成型等缺點和提高生產(chǎn)效率。 8）加工工藝的開發(fā)。單一擠出型材向復合共擠、包裹共擠方向發(fā)展；引入發(fā)泡工藝技術，從高泡向低泡、微發(fā)泡方向發(fā)展。 9）木塑復合材料生產(chǎn)設備系統(tǒng)集成：系統(tǒng)集成是木塑復合材料生產(chǎn)的關鍵。 木塑復合板材兼具木材和塑料的成本和性能優(yōu)點，并且這種材 料有耐腐蝕、不翹曲、維修方便、外觀與木材非常相似的優(yōu)點，因此，把木粉填充混合加工成為建筑和結構用型材已成為目前塑料擠出行業(yè)中最為活躍的領域之一，回收廢舊塑料、植物秸桿等是對資源的再利用，可 以有效地減少木材用量，保護森林。 木纖維和植物纖維來源充足，質(zhì)輕價廉，對設備磨損小，制成品尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好，可反復加工，無毒，且能生物降解，對自然環(huán)境不會造成污染。熱塑性塑料主要為聚乙烯（ PE）、聚丙烯（ PP）、聚苯乙烯（ PS）、聚氯乙烯（ PVC）等聚烯烴，可用新料、回收料或二者的復合材料。利用天然木纖維廢料和廢舊塑料生產(chǎn)的代木新型材料，與目前市場上流行的含天然木質(zhì)纖維的復合材料(例如復合地板 )相比，不但成本低，且不含甲醛等對人體有害的物質(zhì)。 以木塑復合材料來代替木材，不僅可減少對木材的需求量，節(jié)約森林 資源，而且緩解了白色污染日益嚴重的問題。它通過對廢棄資源的綜合利用，變廢為寶，化害為利，具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益，符合科學發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的要求，符合建設節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。 第六章 項目建設方案 本項目技術方案 本項目的創(chuàng)新在于提供高木粉填充木塑材料大長徑比螺桿混煉造粒設備及特殊設計可用于木塑復合材料注塑成型的分離型螺桿注塑機產(chǎn)品制備方案。其制備方法為： （ 1）用農(nóng)作物秸稈或林業(yè)三剩物研磨制成粒度為 100~200目生物纖維； （ 2） 100~120目生 物纖維原料干燥到含水率低于 5%； （ 3）回收塑料干燥； （ 4）將回收塑料及木生物纖維按 30： 65的比例混合； （ 5）將混合料運送到錐形雙螺桿造粒設備并按配方添加偶聯(lián)劑和潤滑劑及其他添加劑； （ 6）將按配方添加了潤滑劑偶聯(lián)劑及其他添加劑的混合料在規(guī)定的溫度范圍進行混煉擠出； （ 7）擠出料降溫和磨面切粒； （ 8）磨面切粒的材料烘干裝袋制成項目要求的高木粉填充注塑級木塑復合材料成品； （ 9）將木塑材料注塑成型加工成木塑制品。 本工藝的優(yōu)點：由生物纖維原料應用錐形雙螺桿擠出制成木塑復合材料及注塑成型過程簡單易行，成 本極低。 生產(chǎn)設備選擇 木塑復合材料的擠出設備主要有以下幾種 : 1)單螺桿擠出機 單螺桿擠出機造價低 ,能耗低 ,速度慢 ,適用于生產(chǎn)規(guī)模小的企業(yè) ,大中型企業(yè)一般都使用雙螺桿擠出機。 2)雙螺桿擠出機 木塑復合材料加工業(yè)將雙螺桿擠出機又分為同向平行雙螺桿擠出機和異向錐型雙螺桿擠出機，同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗型設備 ,一般為組合式螺桿 ,可調(diào)節(jié)螺桿長徑比和構型 (捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法 ) ,靈活設置排氣口 ,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 脂熔融分開進行 ,因此往往是由雙階擠出機組成與同向平行雙螺桿擠出機比 ,異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗型設備 ,非組合式螺桿 . 與一般錐型雙螺桿機比 ,為適應熱敏樹脂加工需要 ,要求螺桿設計適應較寬的加工范圍 ,對木纖維的切斷作用小 ,樹脂少時仍能均勻分散并與物料完全熔融。 3)串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機 串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機是國際上 20 世紀研究 成功的最新型混煉裝備之一 ,它不僅具備了單螺桿擠出機結構簡單、擠出壓力高、承載扭矩大的優(yōu)點而且具備磨盤擠出機超強的破碎、分散、剪切、混合等 :木塑復合材料生產(chǎn)工藝、設備及應用和塑化 性能優(yōu)勢 ,同時還可以通過動盤和定盤結構形式的選擇、間隙的調(diào)節(jié)以及工藝條件的變化等手段實現(xiàn)對混煉工藝過