【文章內(nèi)容簡介】 使用習(xí)慣它的木塑制品及其制造技術(shù)尚不精致。 在美國從1990年至2000年市場的木塑材料增長率都保持在1520%以上，尤其最近5年的增長特別快?，F(xiàn)在美國大約有50家左右的木塑企業(yè)，其特點是規(guī)模較大，產(chǎn)量一般都在萬噸以上，其中幾家最大的木塑復(fù)合材料公司，如TREX公司等都在紐約證券交易所上市，TREX的產(chǎn)量30萬噸，年營業(yè)額以超過5億美國。美國從事之方面研究的機(jī)構(gòu)也超過50家，形成了一個從產(chǎn)品研發(fā)、原料收集、設(shè)備制造、模具開發(fā)、制成品生產(chǎn)到市場營銷的完整產(chǎn)業(yè)。具有關(guān)資料2005年統(tǒng)計的數(shù)字美國木塑制品的應(yīng)用量達(dá)到25億美元。 在歐洲目前的木塑企業(yè)不是很多，除個別企業(yè)外，木塑產(chǎn)量和技術(shù)水平總體上大概與國內(nèi)企業(yè)處于同一位置。歐洲木塑行業(yè)的總體發(fā)展及規(guī)模均不如北美，但在窗套、門板、板條、家具等制品生產(chǎn)中，木塑復(fù)合材料的應(yīng)用量一直在增長，發(fā)展趨勢有加快傾向。但歐洲國家普遍具有強(qiáng)大的裝備制造能力，發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∫暋?jù)有報告稱，2005年德國木塑材料產(chǎn)量預(yù)計將從2004年的5000萬噸提升至1萬噸。德國NovaInstitut公司稱，整個歐洲木塑復(fù)合材料市場規(guī)模已從2002年到2003年翻了一番，達(dá)到3萬噸。據(jù)公司預(yù)計，未來幾年德國木塑復(fù)合材料產(chǎn)量將達(dá)到10萬噸/年。一般來說，歐洲人對木塑材料的要求比較細(xì)膩一些，品種花色的需求也高于北美，室內(nèi)裝修裝飾和戶外建筑齊頭并進(jìn)，但應(yīng)用技術(shù)和商品市場還不十分成熟，應(yīng)該說還有高速增長的發(fā)展空間。 在日本由于地理原因和環(huán)保意識，木塑材料的應(yīng)用比較普遍，產(chǎn)品質(zhì)量亦較優(yōu)良。特別是以EIN WOOD株式會社為代表的木塑復(fù)合材料研究機(jī)構(gòu)，經(jīng)過十多年的努力開發(fā)出具有高品質(zhì)的木塑復(fù)合材料。其產(chǎn)品具有自然的木材色澤和質(zhì)感，已經(jīng)在房屋建設(shè)和裝飾方面得到廣泛使用。該公司生產(chǎn)的木塑制品是目前國際上最高品質(zhì)的產(chǎn)品之一，代表了木塑復(fù)合材料替代天然木材的發(fā)展方向和質(zhì)量水平。四、 主要原材料及產(chǎn)品技術(shù)性能2006年我國塑制品年產(chǎn)量超過2801萬噸。居世界第二位，每年產(chǎn)生的廢棄塑料1384萬噸左右。國內(nèi)農(nóng)業(yè)植物纖維的產(chǎn)量幾千萬噸，木質(zhì)材料100萬噸位上，其它天然纖維也有5001000萬噸，為我國木塑復(fù)合材料的發(fā)展提供了豐富的原料基礎(chǔ)。但目前回收利用率極低?？茖W(xué)地、合理地物盡其用地發(fā)揮這業(yè)物質(zhì)的作用，減輕和避免環(huán)境災(zāi)難是當(dāng)務(wù)之急。主要生產(chǎn)原料木塑復(fù)合材料的主要成分；樹脂4080%、木質(zhì)粉體2060%、添加劑10%。制備高性價比的木塑復(fù)合材料，須選擇好基材樹脂。通常選用能在200℃以下熔融加工的熱塑性塑料為基體，以盡量避免在成型加工過程中植物纖維的熱降解，日前基材主要為PE，PVC，PP，PS等。采用新的原料其成本過高，一般采用廢棄塑料，做為木塑基材。 木質(zhì)粉體材料的種類及性能木塑材料除樹脂外的另一主要基材是木質(zhì)粉體材料。之所以不叫做木纖維而是叫做木質(zhì)粉體是因為最終存在于木塑材料的“木”，仍然是呈顆粒狀，即使是將稻草，麥草， 棉花秸桿等經(jīng)揉搓工藝制成纖維特，仍為顆粒物。因此木質(zhì)粉體材料的本質(zhì)特性和它們被加工的形態(tài)對木塑復(fù)合材料性能和影響極大。表1. 不同的粉體材料制成的木塑材料性能樣號木質(zhì)纖維類型比重拉伸性能彎曲性能簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度熱變形溫度拉伸強(qiáng)度斷裂伸長率彎曲強(qiáng)度彎曲模量18℃18℃g/cm3MPa%MPaMPaKJ/m2℃WPVC330木粉WPVC331稻糠WPVC332竹粉WPVC333稻草纖維WPVC334麥秸纖維注:1)試驗配方及加工工藝均相同。 2)試樣制備工藝條件同PE。 3) PVC SG5。 4)木質(zhì)纖維填充量均為50%wt。 ，同樣粒度的幾種木質(zhì)粉體材料制成的木塑材料性能差別不大。 木質(zhì)粉體材料的干燥特性通過對稻糠,松木粉,竹粉。稻草纖維等各種木質(zhì)粉體的試驗證明，竹粉在長時間（480分鐘）的加熱過程中，降解現(xiàn)象最輕，熱穩(wěn)定性最好。同時還表現(xiàn)在180℃下經(jīng)過12小時的干燥處理，這五種木質(zhì)粉體材料都可以滿足木塑復(fù)合材料加工的要求。 木質(zhì)粉體粒度的影響研究證明，粉體材料粒度越細(xì)，只要在基體塑料中分散良好，在同樣試驗條件下就應(yīng)當(dāng)具備更佳的性能。 木質(zhì)粉體的含量影響 多數(shù)研究工作表明，隨著木質(zhì)粉體含量增加，木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和模量都有所提高，而拉伸強(qiáng)度有所下降，沖擊強(qiáng)度則顯著下降，木塑復(fù)合材料顯現(xiàn)明顯脆性。 木質(zhì)粉體表面改性的必要性與重要性 木質(zhì)粉體顆粒表面存在大量羥基，還形成分子內(nèi)或分子之間的氫鍵，表現(xiàn)出極強(qiáng)的極性和親水性，與多數(shù)高分子樹脂相容性極差，從而大大影響相界面的親合性，進(jìn)行表面改性的必要性是不言而喻的。 相容劑的作用在使用相容劑時要特別注意木塑復(fù)合材料的組分種類，選對接枝聚合物，別一方面就是要適量，因為作為第三組分，其用量不同于粉體表面處理劑，至少要達(dá)5%以,對于復(fù)合材料的成本影響很大。 其它助劑塑料加工使用的助劑種類繁多，一類為改善性能的功能助劑，如阻燃劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、沖擊改性劑等，別一類為改善成型加工流動性的助劑，如潤滑劑等。木塑復(fù)合材料具有塑料的屬性，很多助劑都適用，但也有特殊性的一面。表2. 發(fā)泡劑對PVC木塑產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能的影響發(fā)泡劑造粒工藝擠出成型工藝產(chǎn)品質(zhì)量擠出線速度（m/min）(以90mm板為例)AC螺桿轉(zhuǎn)速不能快；物料溫度較高；主機(jī)電流不穩(wěn)；粒斷不均勻。螺桿轉(zhuǎn)速不能快；物料溫度辦高；清機(jī)次數(shù)頻繁。表面欠光滑；泡孔不規(guī)則；硬度低；成本率低。吸、放熱并用螺桿轉(zhuǎn)速可以加快；物料溫度較低；主機(jī)電流適中；粒料均勻螺桿轉(zhuǎn)速可以加快；物料溫度較低；主機(jī)電流適中；表面光滑；泡孔均勻細(xì)密；密度容易控制；表面硬度可控；成品率高表3. 潤滑對PVC木塑發(fā)泡產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能的影響助劑名稱助劑用量（phr）擠出成型產(chǎn)品外觀擠出線速度（以90mm板為例(m/min)主機(jī)電流效果螺桿轉(zhuǎn)速（）物料溫度OPE220A粒料不均塑化不好50高表面麻、成型不規(guī)則，泡孔不均勻，密度大～沙索蠟228A粒料光高塑化較好70略低表面較光,成型規(guī)則,密度小,但有廢泡現(xiàn)象2～EBS+PE蠟227A粒料光高塑化一般70略低表面較光,但成型不規(guī)則,泡孔不均勻～自制高效流變潤滑劑226A粒料光亮塑料化好80低表面光澤柔和亮麗,密度小,成型規(guī)則,泡孔細(xì)密均勻,手感好～ PVC木塑以其他材料性能比較表1. 木塑材料以其他材料性能比較比較項目單位木塑材料天然木材中密度板密度g/cm3吸水率48h增重%耐腐性失重量%32耐磨性g/100r抗拉強(qiáng)度MPa抗彎強(qiáng)度MPa抗彎彈性模量GPa板面握釘力N47806800甲醛釋放量Mg/LE1≤ 幾種PVC/木粉復(fù)合材料性能對比表2. 幾種PVC/木粉復(fù)合材料性能對比項目單位性能國內(nèi)某公司產(chǎn)品國外樣品1國外樣品2密度g/cm3～拉伸強(qiáng)度MPa沖擊強(qiáng)度KJ/㎡1210(ASTMD256)彎曲強(qiáng)度MPa12(ASTMD1037)尺寸穩(wěn)定性%長:,寬:+177。2—硬度邵氏D:43洛氏(HRR):6050燃燒性能氧指數(shù):32氧指數(shù):25垂直燃燒VO級 不同樹脂為基材的木塑復(fù)合材料的性能表3. 不同樹脂為基材的木塑復(fù)合材料的性能比較樹脂木粉含量50%的WPC的性能密度(g/cm3)拉伸強(qiáng)度(MPa)斷裂伸長率(%)彎曲強(qiáng)度(MPa)彎曲模量(MPa)缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/㎡）熱變形溫度（℃）HDPE 6100M253218℃:20℃:PP K8303245218℃:18℃:PVC SG5374518℃:18℃: 兩種微發(fā)泡PVC塑料材料的性能表4. 兩種微發(fā)泡PVC塑料材料的性能對比項目單位檢測結(jié)果QB/微發(fā)泡PVC/木粉復(fù)合材料微發(fā)泡純PVC材料A型B型C型表面密度g/cm3≤≤≤拉伸強(qiáng)度MPa≥11≥7斷裂伸長率%36≥15≥7簡支梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)KJ/㎡1220≥10≥6彎曲強(qiáng)度MPa≥17≥15加熱尺寸變化率(長/寬)%++177。177。吸水率%≤≤邵氏硬度D4344≥45≥453. PVC木塑發(fā)泡原材料采購計劃單 聚氯乙烯(PVC) SG7型或8型 2～5噸 碳酸鈣 (CaCo3) 輕質(zhì)活化處理 800目以上 5噸 木粉 大于100目 5噸 發(fā)泡劑(AC) 5包 小蘇打 食品級 2包 發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 530 40包 環(huán)氧大豆油 一級或二級 1桶(200公斤) 穩(wěn)定劑 高效復(fù)合 10包 氯化聚乙烯 CPE135A 10包 ACR401 20包、硬脂酸鈣 各5包(PEWax) 2包 或氧化聚乙烯蠟（OPE）(Hst) 1801 2包 25公斤備注：；。五、 木塑復(fù)合材料的應(yīng)用前景 木塑復(fù)合材料的基本性能分為力學(xué)性能和實用性能兩大部分，其最大特征在于它同時具備了木質(zhì)材料和合成塑料兩種不同材質(zhì)的基礎(chǔ)材料的雙重優(yōu)點。木塑復(fù)合材料同塑料相比，無論是硬度、剛度等力學(xué)性能方面，還是在防止老化、變形等實用性方面，都有相當(dāng)程度的提高。木塑材料也可仿木