【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 物纖維的產(chǎn)量幾千萬(wàn)噸，木質(zhì)材料 100 萬(wàn)噸位上，其它天然纖維也有 5001000 萬(wàn)噸，為我國(guó)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(shù)脂 4080%、木質(zhì)粉體 2060%、添加劑 10%。 塑料原料 PVC 制備高性?xún)r(jià)比的木塑復(fù)合材料，須選擇好基材樹(shù)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(guò)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(guò)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(lèi)及性能 木塑材料除樹(shù)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?yàn)樽罱K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(duì)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(hào) 木質(zhì)纖維類(lèi)型 比重 拉伸性能 彎曲性能 簡(jiǎn)支梁缺 口沖擊強(qiáng)度 熱變形溫度 拉伸強(qiáng)度 斷裂伸長(zhǎng)率 彎曲強(qiáng)度 彎曲模量 18℃ 18℃ g/cm 3 MPa % MPa MPa KJ/m2 ℃ WPVC33 0 木粉 WPVC33 1 稻糠 WPVC33 2 竹粉 WPVC33 3 稻草纖維 WPVC33 4 麥秸纖維 注 :1)試 驗(yàn)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。 從表 ，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(guò)對(duì)稻糠 ,松木粉 ,竹粉。稻草纖維等各種木質(zhì)粉體的試驗(yàn)證明，竹粉在長(zhǎng)時(shí)間（ 480 分鐘）的加熱過(guò)程中，降解現(xiàn)象最輕，熱穩(wěn)定性最好。同時(shí)還表現(xiàn)在 180℃ 下經(jīng)過(guò) 12 小時(shí)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(yàn)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。 助劑的影響 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(shù)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(shí)要特別注意木塑復(fù)合材料的組分種類(lèi)，選對(duì)接枝聚合物，別一方面 就是要適量，因?yàn)樽鳛榈谌M分，其用量不同于粉體表面處理劑，至少要達(dá) 5%以 ,對(duì)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(lèi)繁多，一類(lèi)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(lèi)為改善成型加工流動(dòng)性的助劑，如潤(rùn)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(duì) 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(rùn)滑對(duì) PVC 木塑發(fā)泡產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能的影響 助劑名稱(chēng) 助劑用量（ phr） 造粒螺桿轉(zhuǎn)速為 時(shí) 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 OPE 2 20A 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 2 28A 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 2 27A 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(rùn)滑劑 2 26A 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 ～ 木塑復(fù)合材料主要技術(shù)性能 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(xiàng)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 順 弦 徑 抗彎強(qiáng)度 MPa 抗彎彈性模量 GPa 板面握釘力 N 4780 6800 甲醛釋放量 Mg/L E1≤ 幾種 PVC/木粉復(fù)合材料性能對(duì)比 表 2. 幾種 PVC/木粉復(fù)合材料性能對(duì)比 項(xiàng)目 單位 性能 國(guó)內(nèi)某公司產(chǎn)品 國(guó)外樣品 1 國(guó)外樣品 2 密度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 沖擊強(qiáng)度 KJ/㎡ 12 10 (ASTMD256) 彎曲強(qiáng)度 MPa 12 (ASTMD1037) 尺寸穩(wěn)定性 % 長(zhǎng) :,寬 :+ 177。2 — 硬度 邵氏 D:43 洛氏 (HRR):60 50 燃燒性能 氧指數(shù) :32 氧指數(shù) :25 垂直燃燒 VO 級(jí) 不同樹(shù)脂為基材的木塑復(fù)合材料的性能 表 3. 不同樹(shù)脂為基材的木塑復(fù)合材料的性能比較 樹(shù)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(zhǎng)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 6100M 2532 18℃ : 20℃ : PP K8303 2452 18℃ : 18℃ : PVC SG5 3745 18℃ : 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(duì)比 項(xiàng)目 單位 檢測(cè)結(jié)果 QB/ 要求 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(zhǎng)率 % 36 ≥15 ≥7 簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度(無(wú)缺口 ) KJ/㎡ 12 20 ≥10 ≥6 彎曲強(qiáng)度 MPa ≥17 ≥15 加熱尺寸變化率(長(zhǎng) /寬 ) % + + 177。 177。 吸水率 % ≤ ≤ 邵氏硬度 D 43 44 ≥45 ≥45 3. PVC 木塑發(fā)泡原材料采購(gòu)計(jì)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(jí) 2 包 發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 530 40 包 環(huán)氧大豆油 一級(jí)或二級(jí) 1 桶 (200 公斤 ) 穩(wěn)定劑 高效復(fù)合 10 包 氯化聚乙烯 CPE135A 10 包 加工助劑 ACR401 20 包 硬脂酸鋇、硬脂酸鈣 各 5 包 聚乙烯蠟 (PEWax) 2 包 或氧化聚 乙烯蠟（ OPE） 硬脂酸 (Hst) 1801 2 包 偶聯(lián)劑 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(shí)用性能兩大部分，其最大特征在于它同 時(shí)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(diǎn)。木塑復(fù)合材料同塑料相比，無(wú)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(shí)用性方面，都有相當(dāng)程度的提高。木塑材料也可仿木制成各種類(lèi)型的型材，而且具有較強(qiáng)的加工性能，可鋸、可刨、可釘、能彎曲和粘連，有著天然木材一樣的質(zhì)感和性能，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可以制成各種色彩絢麗、幾可亂真的仿木、代木制品。木塑材料既避免了天然木材耐用性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌及不耐酸等缺點(diǎn)；又避免了單純塑料易變形老化、高溫蠕變、低溫脆性等不足之處，具備了不浸不漲，不燥不裂，高溫不變，低溫不脆，遇火 不燃，蟲(chóng)蛀不爛，經(jīng)久耐用等優(yōu)勢(shì)。從環(huán)保角度而言，木塑材料的生產(chǎn)和使用都不會(huì)向周?chē)h(huán)境散發(fā)危害人類(lèi)健康的揮發(fā)物，它減緩和避免了塑料廢棄物的毒害，也免除了農(nóng)作廢棄物焚燒給環(huán)境帶來(lái)的污染。其本身還可回收二次使用，因此木塑制品又是一種生態(tài)自潔的環(huán)保型材料。 木塑復(fù)合材料的分類(lèi) 承前所述，由于木塑材料工藝技術(shù)的不斷提高和日臻完善，其品種不斷增加，早期 被局限的領(lǐng)域已有較大突破，其分類(lèi)也有不同方法： 按使用塑料區(qū)分； 可分為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 ABS 塑料及塑化木質(zhì)材料等等。 按使用場(chǎng)所區(qū)分； 可分為戶(hù)外園林系列和室內(nèi)裝飾系列兩大分支 ,以及一些特殊制品。 按實(shí)際用途區(qū)分； 可分為結(jié)構(gòu)類(lèi)、裝飾類(lèi)、包裝類(lèi)和特型類(lèi)幾大類(lèi)型。 按制造工藝區(qū)分； 可分為低發(fā)泡、中發(fā)泡、空心結(jié)構(gòu)及實(shí)心材料等等。 木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域 木塑復(fù)合材料的適用范圍幾乎可以涵蓋所有原木、塑料、塑鋼、鋁合金及其它相似 復(fù)合材料現(xiàn)在的使用領(lǐng)域；已開(kāi)始涉及到的木塑材料應(yīng)用范圍包括：墻裙、窗套、套門(mén)、樓板、連廊、隔斷、頂棚、包邊、柵欄、棧橋、桑拿房、休息亭、汽車(chē)庫(kù)、船甲板、家具飾件、水上 通道、露天座椅、樓梯踏步、露天平臺(tái)、建筑模板、集裝箱鋪板、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)座椅、輕軌隔音墻、多功能墻隔板、高速公路隔音墻等；可以說(shuō)木塑材料已開(kāi)始滲入建筑、家裝、家具、汽車(chē)、交通、物流、包裝、園林、市政、環(huán)保、體育，甚至軍事領(lǐng)域，輻射面和影