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發泡塑木復研發方向

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-12-30   瀏覽次數:595
核心提示:近年來,塑木加工行業的發展取得了長足進步,一直保持較高的年增長率,特別是戶外地板及建筑建材的應用,在國際塑木復合材料市場應用中占主導地位。

近年來,塑木加工行業的發展取得了長足進步,一直保持較高的年增長率,特別是戶外地板及建筑建材的應用,在國際塑木復合材料市場應用中占主導地位。值得注意的是,目前WPC的成型方式主要是擠壓、模壓和注射成型等,加工過程中使用的壓力使該類產品的密度通常較大,為普通實木的2倍多,因此自重較大。另外,塑木復合材料組分中的親水性木質纖維與疏水性高分子聚合物之間的界面相容性一般較低,導致材料的抗沖擊強度和抗彎曲強度等力學性能常遜色于單純塑料制品。


發泡塑木復合材料(Foamd Wood plastic composite,FWPC)是將塑料母粒、木粉、填料、發泡劑和各種助劑按一定比例混合,于成型過程中在復合材料內部引入泡孔而制成。發泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離、揮發性氣體的汽化或化學反應產生氣體的釋放等途徑實現。FWP內部良好的泡孔結構有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端,阻止裂紋擴展,因而可以克服普通塑木復合材料脆性較大、抗沖擊強度較小和材料伸長率較低的缺點。另外,由于FWPC中含有大量泡孔,材料內部空隙較大,制備時所用樹脂量大大削減,相對節約了原料成本,也有效降低了材料的密度(約為未發泡塑木復合材料的50%,可達0.6~1.0g/cm3),材料的隔音、隔熱和緩沖效果也隨之提高。此外,因發泡材料自重較輕,便于運輸、施工和安裝,有望成為物流包裝等行業所用木材及塑料的替代品。FWPC還是一種環保材料,原料來源廣(回收的二次纖維和廢舊塑料均可),制造成本低廉,其本身還可多次回收再利用,減少了塑料的使用量,降低了環境污染,也有益于保護森林資源。盡管目前國內一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發發泡型純植物纖維緩沖包裝材料,但相比較而言,FW-PC因集合了木材與塑料兩者之長,因而仍在性能上更具優勢,如強度更高、耐水性能更好、價格更低廉、應用范圍更廣。

目前FWPC研究現狀,已取得不少有意義的階段性成果,但面對現有的市場需求和更為廣泛的應用范圍,需要進一步加速FWPC技術應用的產業化步伐,為此,應繼續對FWPC進行深入而廣泛的研究。FWPC的研發將會受到更密切的關注和重視。

(1)拓寬FWPC制備的原料種類,特別是將重點放在生物質廢料(含廢舊木竹材、農作物廢料和其他植物材料)的高附加值利用上,因為塑木復合材料的組成中,此部分原料的

比例占多數。在保證材料性能的前提下,利用生物質廢料和廢舊塑料制備FWPC符合我國經濟可持續發展的需要,也有助于減少森林采伐量,實現石化資源的回收再利用,對環境保護有利。
(2)在現有研究基礎上繼續對FWPC制備的配方進行改進設計,對發泡工藝參數條件的調控進行優化試驗設計,并對高性能發泡劑及相應助劑進行深層次的研究和開發。這對發泡工藝過程的綠色化、低成本化和操作簡單化具有實際意義,對保證最終FWPC產品的性能穩定也將起重要作用。
(3)對FWPC的發泡機理、性能研究及合理評價將更加充分和深入。盡管普通WPC制備時的影響因素和優化工藝參數已經漸漸明了,木材與塑料之間的界面相容性機理也有不少成果,但FWPC材料的多孔性結構使木質纖維與塑料之間的接觸面減少,界面相容性問題更加重要,值得深入研究探討。不同種類的木質材料制備出的FWPC在材料性能上會存在差異,而材料性質決定了其應用范圍,因此,如何利用不同的木質原料制備出性能優異的產品,而且在降低制品密度的同時,提高FWPC的力學性能、耐候性、耐熱性、耐水性、抗靜電性、阻燃性、耐腐蝕性和電化學性能等,需要進行更多研究工作。

(4)FWPC制備的專用設備開發將受到高度重視。塑木復合材料的成型與單純的塑料制品成型存在差異,主要是蓬松的木粉與塑料母粒及各種助劑間的相互均勻混合及完美融合并不容易實現,成型過程中的高溫條件又加速了木質材料的分解,分解產物對金屬設備會產生腐蝕,而木質材料與高分子聚合物之間的界面相容性也是需要解決的問題。

(5)FWPC的應用范圍將得到進一步拓展。除了在建筑、室內外裝飾裝修、家具以及地板上的應用,FWPC還可取代現有木材和塑料制品用于物流包裝等領域的緩沖材料、保溫隔熱材料和絕緣材料等。另外,在公園綠地等場所取代混凝土廣場磚,在臨時房屋中取代夾層發泡聚苯乙烯以及在旅游景點休閑座椅制作方面的應用也非常值得期待。


 
 
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