【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(jié)構(gòu)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(jī)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(shù)層面說(shuō)，正是自身具備了諸如塑料、木料、金屬等材料的諸多優(yōu)點(diǎn)，可以代木；可以代塑，可以代鋁，應(yīng)用面廣，從市場(chǎng)應(yīng)用的需求分析，可以在以下領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用： ① 建筑材料：包括 基材、 門板、 墻材、模板、地板和裝飾材系列； ② 戶外設(shè)施：包括柵欄、鋪板、立柱、扶手等幾大類產(chǎn)品； ③ 物流運(yùn)輸：主要有包裝箱、集裝箱板、各類托盤等等； ④ 交通設(shè)施：譬如隔欄、隔板、護(hù)墻、標(biāo)牌、墊木等等； ⑤ 家居用品：譬如衣柜、櫥柜、桌椅、茶幾、花架等等。 國(guó)際市場(chǎng)預(yù)測(cè) 該項(xiàng)目的實(shí)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(huì)倡導(dǎo)的環(huán)保型產(chǎn)品。 該項(xiàng)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(shì)，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品應(yīng)用面廣，國(guó) 際市場(chǎng)非常歡迎，市場(chǎng)前景極為廣闊。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)預(yù)測(cè) 中國(guó)的木材加工工業(yè)和塑料工業(yè)十分發(fā)達(dá)，木塑復(fù)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(yīng)用的木制品和塑料行業(yè)，隨著技術(shù)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(yīng)用，市場(chǎng)前景廣闊，為木塑生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的商機(jī)。 本項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè) 木塑是一個(gè)非常年輕的產(chǎn)業(yè)，成長(zhǎng)的歷史不過(guò) 10 年，是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，作為一個(gè)人均可利用資源并不富饒的國(guó)家，我們十分需要這樣一類能夠充分體現(xiàn)科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的創(chuàng)新產(chǎn)品，因?yàn)樗?能夠較好地詮釋資源開(kāi)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(jì)理念。從這個(gè)意義上落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，具有重要社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 國(guó)外木塑產(chǎn)業(yè)概況：北美是目前世界上木塑復(fù)合材料發(fā)展最快和用量最大的地區(qū)，近 10 多年來(lái)，美國(guó)木塑市場(chǎng)的增長(zhǎng)率都保持在 10％以上。近年來(lái)歐洲木塑復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)有加快傾向，木塑產(chǎn)業(yè)在歐洲還有較大的增長(zhǎng)空間。 木塑產(chǎn)業(yè)作為還處于發(fā)育時(shí)期的新興產(chǎn)業(yè)，其單項(xiàng)技術(shù)水平和個(gè)別產(chǎn)品已能與國(guó)外一些同行相媲美，成為目前中國(guó)制造業(yè)中為數(shù)不多的、能夠與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家平等對(duì)話 的產(chǎn)業(yè)之一。 本項(xiàng)目產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè) 高木粉填充量注塑級(jí)木塑材料及其制品是木塑產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品，其獨(dú)特的優(yōu)良性能可以擴(kuò)展應(yīng)用到木材和塑料及金屬制品的領(lǐng)域，需求面廣量大，本項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)是十分廣闊的，通過(guò)不斷地改良技術(shù)，可預(yù)見(jiàn)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)壽命期是無(wú)限的。 本項(xiàng)目產(chǎn)品國(guó)內(nèi)研制、生產(chǎn)情況 根據(jù) （地區(qū)） 市科技情報(bào)研究所查新中心在國(guó)內(nèi)檢索結(jié)果，國(guó)內(nèi)已有木塑產(chǎn)品方面的文獻(xiàn)報(bào)道，目前主要的木塑產(chǎn)品主要是通過(guò)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(xiàng)目產(chǎn) 品木粉填充量達(dá)到 55%，可用于注塑生產(chǎn)，生產(chǎn)制品應(yīng)用面廣量大，產(chǎn)品檔次高，成本低附加值大。木粉填充量達(dá)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(jiàn)報(bào)道。 本項(xiàng)目產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力分析 本項(xiàng)目產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力分析 本項(xiàng)目產(chǎn)品木粉填充量達(dá)到 30~60%，可用于 擠出 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(jié)構(gòu)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(jī)械性能和制品的外觀優(yōu)良，成本低，顯見(jiàn)其較木材和化工塑 料的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，成本低附加值高，在廣大的木制品市場(chǎng)和塑料制品市場(chǎng)有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成本低附加值高極具推廣使用價(jià)值。 本項(xiàng)目產(chǎn)品出口的可能性分析該項(xiàng)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。 木塑復(fù)合材料發(fā)展趨勢(shì) 向生態(tài)環(huán)境材料方向發(fā)展 木材與塑料復(fù)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(diǎn)： 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(duì)環(huán)境的污染； ③在研究、設(shè)計(jì)制備材料及使用廢棄材料和生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，材料或產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期中必須滿 足對(duì)環(huán)境的協(xié)調(diào)性要求。 向結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合材料方向發(fā)展 木塑復(fù)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(yīng)使材料從低級(jí)到高級(jí)、從單功能向多功能的方向發(fā)展。通過(guò)調(diào)節(jié)其復(fù)合度、選擇其連接形式和改變其對(duì)稱性等因素，以達(dá)到功能材料所追求的高價(jià)值。在進(jìn)行功能木質(zhì)復(fù)合材料的研究過(guò)程中應(yīng)考慮各組成的物理及化學(xué)性質(zhì)，以避免各組成之間的沖突。要充分提高其主要力學(xué)性能，使其能夠作為結(jié)構(gòu)材料使用。 納米技術(shù)在木塑復(fù)合材料中的應(yīng)用 納米科技是一門多學(xué)科 交叉、基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)緊密聯(lián)系的高技術(shù)，如：納米電子學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)和納米機(jī)械學(xué)等。組成相或晶粒結(jié)構(gòu)控制在 100 納米以下長(zhǎng)度尺寸的材料稱為納米材料。將納米科技導(dǎo)入木材科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，可把木材科學(xué)、木材一無(wú)機(jī)、有機(jī)復(fù)合材料學(xué)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(yīng)及變化機(jī)理，以及木材改性的顯微結(jié)構(gòu)關(guān)系可能使木材改性出現(xiàn)突破性的進(jìn)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(jí) (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(jiàn)，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(guò)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。 強(qiáng)化廢舊塑料的回收管理 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(lái)難度。因此，進(jìn)一步提高人 們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，制定相應(yīng)的法規(guī)來(lái)規(guī)范塑料制品市場(chǎng)尤其重要。對(duì)于生活垃圾，應(yīng)逐步實(shí)施垃圾袋裝化以及垃圾分類的措施。加大執(zhí)法力度，嚴(yán)格控制“白色污染”的出現(xiàn)，以便于有效地對(duì)廢塑料制品進(jìn)行回收利用。 改善木塑復(fù)合界面相容性 可利用物理或化學(xué)的方法，對(duì)木纖維的表面進(jìn)行預(yù)處理，改變木纖維表面的狀態(tài)，以達(dá)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(fù)雜。同時(shí)，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(tuán)，其表面表現(xiàn)出很強(qiáng)的化學(xué)極性，因而在木材纖維表面主要是通過(guò)對(duì)極性官能團(tuán)進(jìn)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(xué)官能團(tuán)并具有流動(dòng)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(dá)到提高界面粘合性的目的。這可從物理改性與化學(xué)改性兩個(gè)方面著手進(jìn)一步研究。 新材料在木塑復(fù)合材料中的應(yīng)用。隨著玻纖 材料、空心微珠材料及納米材料等技術(shù)的發(fā)展，將其加入到木塑復(fù)合材料中來(lái)提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能是完全可行的。 木塑復(fù)合材料成型技術(shù)和裝備的發(fā)展方向。近年來(lái)木塑復(fù)合材料成型技術(shù)和裝備的研究正在快速地發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展具有以下 6 個(gè)特點(diǎn)。 ① 提高木塑復(fù)合材料表面相容性依然是研究的熱點(diǎn)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(guò)表面改型的植物纖維進(jìn)行混合成型，制出木塑復(fù)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(jìn)一步降低材料成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力； ④ 木塑復(fù)合材料微發(fā)泡技術(shù)、大型寬幅較厚的板材制品技術(shù)等成套設(shè)備及制品成型技術(shù)的開(kāi)發(fā)，改善木塑制品應(yīng)用中存在的諸如密度大、尺寸不能滿足實(shí)際需要等問(wèn)題，不斷擴(kuò)大木塑制品的應(yīng)用領(lǐng)域； ⑤ 木塑復(fù)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(kāi)拓木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域； ⑥ 設(shè)計(jì)新型的混煉設(shè)備和專用模具，以進(jìn)一步解決木塑復(fù)合材料難混合、難成型等缺點(diǎn)和提高生產(chǎn)效率。 ⑦ 加工工藝的開(kāi)發(fā)。單一擠出型材向復(fù)合共擠、包裹共擠方向發(fā)展；引入發(fā)泡 工藝技術(shù)，從高泡向低泡、微發(fā)泡方向發(fā)展。 ⑧ 木塑復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)集成：系統(tǒng)集成是木塑復(fù)合材料生產(chǎn)的關(guān)鍵。 木塑復(fù)合板材兼具木材和塑料的成本和性能優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)，因此，把木粉填充混合加工成為建筑和結(jié)構(gòu)用型材已成為目前塑料擠出行業(yè)中最為活躍的領(lǐng)域之一，回收廢舊塑料、植物秸桿等是對(duì)資源的再利用，可以有效地減少木材用量，保護(hù)森林。 木纖維和植物纖維來(lái)源充足，質(zhì)輕價(jià)廉，對(duì)設(shè)備磨損小，制成品尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好，可反復(fù)加工，無(wú)毒，且能生物降解，對(duì)自然環(huán)境不會(huì)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(fù)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(chǎng)上流行的含天然木質(zhì)纖 維的復(fù)合材料 (例如復(fù)合地板 )相比，不但成本低，且不含甲醛等對(duì)人體有害的物質(zhì)。 以木塑復(fù)合材料來(lái)代替木材，不僅可減少對(duì)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(yán)重的問(wèn)題。它通過(guò)對(duì)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(jì)效益和社會(huì)效益，符合科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的要求，符合建設(shè) 節(jié)約型社會(huì)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。 第六章 項(xiàng)目建設(shè)方案 本項(xiàng)目技術(shù)方案 本項(xiàng)目的創(chuàng)新在于提供高木粉填充木塑材料大長(zhǎng)徑比螺桿混煉造粒設(shè)備及特殊設(shè)計(jì)可用于木塑復(fù)合材料注塑成型的分離型螺桿注塑機(jī)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 80~100 目生物纖維； ② 80~100 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(yùn)送到錐形雙螺桿造粒設(shè)備并按配方添加偶聯(lián)劑和潤(rùn)滑劑及其他添加劑 ； ⑥ 將按配方添加了潤(rùn)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(jìn)行混煉擠出； ⑦ 將木塑材料 擠出 成型加工成木塑制品。 本工藝的優(yōu)點(diǎn)：由生物纖維原料應(yīng)用錐形雙螺桿擠出制成木塑復(fù)合材料成型過(guò)程簡(jiǎn)單易行，成本極低。 生產(chǎn)設(shè)備選擇木塑復(fù)合材料的擠出設(shè)備主要有以下幾種 : ① 單螺桿擠出機(jī) 單螺桿擠出機(jī)造價(jià)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(jī)。 ② 雙螺桿擠出機(jī) 木塑復(fù)合材料加工業(yè)將雙螺桿擠出機(jī)又分為同向平行雙螺桿擠出機(jī)和異向錐型雙螺桿擠出機(jī)，同向平行雙螺桿擠出機(jī)為高速、高 能耗型設(shè)備 ,一般為組合式螺桿 。 異向錐型雙螺桿機(jī)被稱之為低速、低能耗型設(shè)備 ,非組合式螺桿 .與一般錐型雙螺桿機(jī)比 ,為適應(yīng)熱敏樹(shù)脂加工需要 ,要求螺桿設(shè)計(jì)適應(yīng)較寬的加工范圍 ,對(duì)木纖維的切斷作用小 ,樹(shù)脂少時(shí)仍能均勻分散并與物料完全熔融。 根據(jù)項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模及工藝 ,購(gòu)置設(shè)備見(jiàn)下表： 序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 單價(jià) (萬(wàn)元 ) 用途 1 JGGHL500/1000 高速混合機(jī) 臺(tái) 塑料木粉的混合、干燥、著色等 2 JGMSX51/105 PVC 木塑型材生產(chǎn)線 臺(tái) 生產(chǎn)幅寬≤ 180mm 門套型材制品 3 JGMSX65/132 PVC 木塑型材生產(chǎn)線 臺(tái) 生產(chǎn)幅寬≤ 240mm 型材制品 4 JGMSB92/188 PVC 木塑板材生產(chǎn)線 臺(tái) 生產(chǎn)幅寬 800mm 木塑門板 5 PVC 木塑板材包覆機(jī) 臺(tái) 板材表面處理 6 PVC 木塑型材包覆機(jī) 臺(tái) 型材表面