木塑復合材料的研究進展

1木塑的起源(詳詢：15753708086)

木塑復合材料的產業化推廣大概起源于上世紀80年代，主要誕生地在美國。木塑復合材料(wpc)是以木纖維或植物纖維為主要組分，經過預處理使之與熱塑性樹脂或其它材料復合而成的一種新型材料 。與木材相比，它同向性、耐候性和尺寸穩定性好，產品不怕蟲蛀、不腐朽、不易吸水和變形，機械性能好，更耐用。與塑料相比，它加衛生性更好，表面易于裝飾，可以印刷、油漆、噴涂、覆膜等，環保性能也好。

2我國木塑的現狀

我國木塑復合材料的研發工作起始于上世紀90年代中期，比國外木塑復合材料的產業化研發晚了越十多年。但我國每年木材加工產生的木屑數量很大，其它天然纖維如稻糠等達上千萬噸，城市產生的廢舊塑料達240-280萬噸， 尤為值得一提的是，木塑復合材料不但加工原料可采用回收的廢塑料和廢木材，其本身也可回收再利用，對減少環境污染、保護森林資源意義重大，這為我國木塑行業的發展提供了先天的優勢。經過眾多木塑人多年來堅持不懈的努力，使年輕的木塑材料制造業成為目前我國制造業中為數不多的、能夠享有與歐美發達國家制造商平等話語權的產業之一。

3木塑產品的分類

木塑產品分為普通木塑復合材料、微發泡木塑復合材料。

普通木塑材料由于植物纖維在加工過程中被壓縮導致制品密度過大是傳統木材密度的近倍, 給搬運、施工加工帶來一定困難。同時由于纖維本身親水性, 塑料疏水性, 使它們之間的結合力很小, 導致產品的力學拉伸和彎曲強度比未填充塑料要小。植物纖維的加人降低了塑料本身的韌性, 沖擊強度相應降低。

與普通木塑材料相比，微發泡木塑復合材料因材料內部存在良好的泡孔結構可以鈍化裂紋**端，阻止裂紋的擴展；從而可有效地克服一般木塑復合材料脆性大、延展性和抗沖擊應力低的缺點，并且降低了材料的密度，不僅節省原料，而且隔、音、隔熱性能也較好。在建筑結構材料、汽車內飾、航天、物流、園林、室內裝潢等方面得到極為廣泛的應用。

4木塑配方

4.1配方研究的內容以及動向

國內外對木塑復合材料的配方的研究內容主要包括木粉的種類及塑料的表面改性、木粉用量、填充劑用量、發泡劑類型及用量、加工助劑、工藝參數等對復合材料發泡程度、泡孔結構及其分布，以及*終對制品力學及其它性能的影響，如拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、耐候性及阻燃性能等。針對目前國內市場，配方的研究方向為在*保*產品性能的前提下降低成本，主要手段是增加填充劑CACO3、木粉的用量。

4.2取得成果

通過木塑型材配方試驗、木塑門板配方試驗、木塑建筑模板配方試驗?？疾炝藬D出機各段溫度、擠出壓力以及螺桿轉速等工藝參數、發泡劑的用量及類型、木粉的添加量對發泡影響；不同助劑（ACR、CPE、潤滑劑等）對木塑復合材料的加工性能以及使用性能的影響；通過添加低成本填充劑以及回收料，降低木塑成本。

5木塑加工設備

目前木塑復合材料的主要成型方法是連續擠出成型和注塑成型法。連續擠出法由于具有加工周期短、產量大、效率高、成型工藝簡單等優點，在工業化生產中與其它加工方法(模壓成型、注射成型)相比有著更廣泛的應用。

目前可用于木塑復合材料擠出成型的設備主要是單、雙螺桿擠出機。

單螺桿，由于單螺桿擠出機主要是靠摩擦來使各組分混合均勻，塑煉能力不強，木粉填充聚合物使得熔體粘度變大，流動性變差，擠出困難，物料在料筒中停留時間較長，容易燒焦，同時排氣效果較差，所以限制了其在木塑復合材料生產中應用。

使用單螺桿生產WPC，需要在擠出之前對物料進行混煉制粒，由于單螺桿物料輸送與塑化能力較弱，目前單螺桿擠出木塑，主要利用單螺桿塑化混煉效果不佳的特性，用于生產帶有花紋的木塑型材。

雙螺桿，與單螺桿擠出機相比，雙螺桿擠出機主要是靠正位移原理進行輸送物料，沒有壓力回流，排氣和塑煉效果較好，物料混合比較均勻，木粉在料筒中停留時間較短，不易燒焦，且可使用粉料生產WPC，所以木塑復合材料加工設備主要是雙螺桿擠出機。

我公司從2009年開始木塑雙螺桿設備的研發生產，經過四年的不斷改進優化，現已擁有成熟的木塑錐雙（51/105、65/132、80/156、92/188）全系列擠出機，達到了國內先進水平。為了適應競爭日益激烈的木塑行業，提高產品的競爭力，適應低成本配方的需求，我公司生產的雙螺桿擠出機，也在螺桿結構上進行了優化改進，通過在均化段增加強混合單元以及改變喂料段的螺棱寬度、螺槽等方法，提高了螺桿的塑化能力，從而實現了高填充、高發泡、低成本復合材料的正常生產。