復(fù)合材料-木塑

1、復(fù)合材料-木塑206小組成員：程浪平 賴暉 梁海華 劉文奎 鐘南 羅材華 2010年上海世博會芬蘭館“冰壺” ，展示了新的基于可持續(xù)發(fā)展的高新科技。“冰壺”的所有建筑材料均在環(huán)保和可回收的原則上經(jīng)過精挑細選。首次嘗試采用木塑復(fù)合材料做外墻裝飾，表面鱗狀物就是由木塑復(fù)合材料組成。1.木塑復(fù)合材料概況木塑復(fù)合材料概況木塑復(fù)合材料優(yōu)點木塑復(fù)合材料優(yōu)點木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝及設(shè)備木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝及設(shè)備2.3.4.木塑復(fù)合材料應(yīng)用及發(fā)展前景木塑復(fù)合材料應(yīng)用及發(fā)展前景1.木塑復(fù)合材料概況木塑復(fù)合材料概況定義：定義：木塑木塑復(fù)合材料（復(fù)合材料（Wood-Plastic Wood-Plastic Com

2、posites,WPCComposites,WPC）是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一）是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復(fù)合材料，指利用類新型復(fù)合材料，指利用聚乙烯聚乙烯（PEPE）、）、聚丙聚丙烯烯（PP)PP)和和聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)等，代替通常的樹脂等，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過膠粘劑，與超過50%50%以上的木粉、稻殼、秸稈等以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料，再經(jīng)擠壓、廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料，再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包裝等材或型材。主要用于建材、家具、物流

3、包裝等行業(yè)。將塑料和木質(zhì)粉料按一定比例混合后經(jīng)行業(yè)。將塑料和木質(zhì)粉料按一定比例混合后經(jīng)熱擠壓成型板材，稱之為擠壓木塑復(fù)合板材。熱擠壓成型板材，稱之為擠壓木塑復(fù)合板材。 1.木塑復(fù)合材料概況木塑復(fù)合材料概況PVC木塑PE木塑PP木塑2.木塑復(fù)合材料的優(yōu)點木塑復(fù)合材料的優(yōu)點（1）防水防水、防潮防潮。根本解決了木質(zhì)產(chǎn)品對潮濕和多水。根本解決了木質(zhì)產(chǎn)品對潮濕和多水環(huán)境中吸水受潮后容易腐爛、膨脹變形的問題，可以使環(huán)境中吸水受潮后容易腐爛、膨脹變形的問題，可以使用到傳統(tǒng)木制品不能應(yīng)用的環(huán)境中。用到傳統(tǒng)木制品不能應(yīng)用的環(huán)境中。（2）防蟲、防白蟻，有效杜絕蟲類騷擾，延長使用壽）防蟲、防白蟻，有效杜絕蟲類騷擾，

4、延長使用壽命。命。防水防潮（3）多姿多彩，可供選擇的顏色眾多。既具有天然）多姿多彩，可供選擇的顏色眾多。既具有天然木質(zhì)感和木質(zhì)紋理，又可以根據(jù)自己的個性來定制需木質(zhì)感和木質(zhì)紋理，又可以根據(jù)自己的個性來定制需要的顏色要的顏色 （4）可塑性強可塑性強，能非常簡單的實現(xiàn)個性化造型，充分，能非常簡單的實現(xiàn)個性化造型，充分體現(xiàn)個性風格。體現(xiàn)個性風格。（5）高環(huán)保性、無污染、無公害、可循環(huán)利用。產(chǎn)品）高環(huán)保性、無污染、無公害、可循環(huán)利用。產(chǎn)品不含苯物質(zhì)，甲醛含量為不含苯物質(zhì)，甲醛含量為0.2，低于，低于EO級標準，為歐洲級標準，為歐洲定級環(huán)保標準，可循環(huán)利用大大節(jié)約了木材使用量，定級環(huán)保標準，可循環(huán)利用大

5、大節(jié)約了木材使用量，適合可持續(xù)發(fā)展的國策，造福社會。適合可持續(xù)發(fā)展的國策，造福社會。 秸稈環(huán)保木塑復(fù)合材料 節(jié)能環(huán)保木塑復(fù)合材料（6 6）高防火性高防火性。能有效阻燃，防火等級達到。能有效阻燃，防火等級達到B1B1級，遇火自熄，不產(chǎn)生任何有毒氣體。級，遇火自熄，不產(chǎn)生任何有毒氣體。 （7 7）可加工性好，可訂、可刨、可鋸、可鉆、）可加工性好，可訂、可刨、可鋸、可鉆、表面可上漆。表面可上漆。 （8 8）安裝簡單，施工便捷，不需要繁雜的施工）安裝簡單，施工便捷，不需要繁雜的施工工藝，節(jié)省安裝時間和費用。工藝，節(jié)省安裝時間和費用。 （9 9） 不龜裂，不膨脹，不變形，無需維修與不龜裂，不膨脹，不變形

6、，無需維修與養(yǎng)護，便于清潔，節(jié)省后期維修和保養(yǎng)費用。養(yǎng)護，便于清潔，節(jié)省后期維修和保養(yǎng)費用。 （1010）吸音效果好，節(jié)能性好，使室內(nèi)節(jié)能高）吸音效果好，節(jié)能性好，使室內(nèi)節(jié)能高達達30%30%以上。以上。 木塑復(fù)合材料與純木比較優(yōu)勢木塑復(fù)合材料與純木比較優(yōu)勢:1 1、對環(huán)境友好：、對環(huán)境友好： 使用再生材料（木粉與塑料）使用再生材料（木粉與塑料） 不需要作防腐處理不需要作防腐處理 2 2、不需要日常維護，使用壽命比木材長、不需要日常維護，使用壽命比木材長, ,不吸不吸濕、潮，不腐爛，防蟲濕、潮，不腐爛，防蟲 不破裂、開裂、不變形不破裂、開裂、不變形 對冷、熱環(huán)境不敏感對冷、熱環(huán)境不敏感 3 3

7、、聚烯烴類木塑復(fù)合材料機械性能好，可廣、聚烯烴類木塑復(fù)合材料機械性能好，可廣泛泛 作承載結(jié)構(gòu)材料使用；作承載結(jié)構(gòu)材料使用； 4 4、聚烯烴類木塑材料、聚烯烴類木塑材料95%95%的原料為再生材料，的原料為再生材料，所以成本較低，同時產(chǎn)品可所以成本較低，同時產(chǎn)品可100%100%再回收利用；再回收利用； 5 5、PVCPVC類木塑復(fù)合材料通過微發(fā)泡提高沖擊強類木塑復(fù)合材料通過微發(fā)泡提高沖擊強度、降低比重，真正仿木。度、降低比重，真正仿木。 3.木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域主要有以下在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域主要有以下4種工藝路線生產(chǎn)木塑復(fù)合材料種工藝路線生產(chǎn)木塑復(fù)合材料1)連續(xù)

8、擠出成型工藝連續(xù)擠出成型工藝這種成型工藝是采用傳統(tǒng)的塑料制品擠出生產(chǎn)工藝這種成型工藝是采用傳統(tǒng)的塑料制品擠出生產(chǎn)工藝,如圖如圖1. 木材木材以木粉的形式出現(xiàn)以木粉的形式出現(xiàn),要求其粒徑一般在要求其粒徑一般在20100目之間目之間. 由于木由于木/塑混合物需有一定的流動性才能夠順利地從擠出機出料塑混合物需有一定的流動性才能夠順利地從擠出機出料,故這種故這種方法一般不另加樹脂進行膠合方法一般不另加樹脂進行膠合,而是靠熔融狀塑料與木粉的熔混而是靠熔融狀塑料與木粉的熔混.圖圖1連續(xù)擠出成型工藝過程連續(xù)擠出成型工藝過程3.木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝 2)熱壓成型工藝熱壓成型工藝此工藝可

9、生產(chǎn)一定規(guī)格的不連續(xù)板材此工藝可生產(chǎn)一定規(guī)格的不連續(xù)板材,加工工藝類似于中密度加工工藝類似于中密度 纖維板的成型工藝纖維板的成型工藝.熱壓成型工藝過程熱壓成型工藝過程,如圖如圖2.圖圖2熱壓成型工藝過程熱壓成型工藝過程3.木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝 3)擠壓成型工藝擠壓成型工藝擠出機和壓機聯(lián)用的一種擠出和加壓的同步工藝擠出機和壓機聯(lián)用的一種擠出和加壓的同步工藝. 其成型的板其成型的板 材長度要大于熱壓成型的板材材長度要大于熱壓成型的板材,制品綜合性能優(yōu)于擠出工藝的板制品綜合性能優(yōu)于擠出工藝的板材制品材制品,如圖如圖3.圖圖3擠壓成型工藝過程擠壓成型工藝過程3.木塑復(fù)合材料的生

10、產(chǎn)工藝木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝4)注射成型工藝注射成型工藝這種成型工藝是將原料加熱到固化狀態(tài)然后經(jīng)壓力由注塑機注這種成型工藝是將原料加熱到固化狀態(tài)然后經(jīng)壓力由注塑機注入到模具入到模具,從而得到產(chǎn)品從而得到產(chǎn)品.注射成型工藝過程注射成型工藝過程,如圖如圖4.圖圖4注射成型工藝過程注射成型工藝過程3.木塑復(fù)合材料的應(yīng)用木塑復(fù)合材料的應(yīng)用 由于木塑兼具塑料的耐水防腐和木材的質(zhì)感兩種特性，由于木塑兼具塑料的耐水防腐和木材的質(zhì)感兩種特性，使得它成為一種性能優(yōu)良并十分耐用的室外建材使得它成為一種性能優(yōu)良并十分耐用的室外建材（地板、（地板、柵欄、椅凳、柵欄、椅凳、園林或水岸景觀等）；還可替代港口、碼園林或水岸

11、景觀等）；還可替代港口、碼頭等使用的木質(zhì)構(gòu)件，還可用于替代木材制作各種包裝頭等使用的木質(zhì)構(gòu)件，還可用于替代木材制作各種包裝物、托盤、倉墊板等等不勝枚舉，用途極為廣泛。物、托盤、倉墊板等等不勝枚舉，用途極為廣泛。 3.木塑復(fù)合材料的主要生產(chǎn)設(shè)備木塑復(fù)合材料的主要生產(chǎn)設(shè)備在以上所述生產(chǎn)工藝中大多數(shù)工藝所用設(shè)備都是通用機械在以上所述生產(chǎn)工藝中大多數(shù)工藝所用設(shè)備都是通用機械,如高如高速混合機、粉碎機、干燥機、開煉機、注射成型工藝中用到注速混合機、粉碎機、干燥機、開煉機、注射成型工藝中用到注射機、熱壓成型工藝中用到硫化機等射機、熱壓成型工藝中用到硫化機等,而木塑復(fù)合材料的專用生而木塑復(fù)合材料的專用生產(chǎn)設(shè)

12、備主要應(yīng)用在擠出成型中產(chǎn)設(shè)備主要應(yīng)用在擠出成型中.木塑復(fù)合材料的擠出設(shè)備主要有以下幾種木塑復(fù)合材料的擠出設(shè)備主要有以下幾種1)單螺桿擠出機單螺桿擠出機2)雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機3)串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機單螺桿擠出機單螺桿擠出機雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機4.1木塑復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀木塑復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀 木塑材料的產(chǎn)業(yè)化推廣源于上世紀木塑材料的產(chǎn)業(yè)化推廣源于上世紀80年代的美國，最年代的美國，最初是作為改性塑料應(yīng)用的。隨著技術(shù)水平的提高，木塑逐初是作為改性塑料應(yīng)用的。隨著技術(shù)水平的提高，木塑逐漸具備了塑料、木材、金屬等單質(zhì)材料的優(yōu)點，成為自成

13、漸具備了塑料、木材、金屬等單質(zhì)材料的優(yōu)點，成為自成體系的新型材料。目前，各類木塑制品在體系的新型材料。目前，各類木塑制品在美國美國、加拿大加拿大、德國德國、英國英國、荷蘭荷蘭、日本日本和和韓國韓國等國已得到較為廣泛的應(yīng)等國已得到較為廣泛的應(yīng)用，形成了比較規(guī)范的產(chǎn)業(yè)和市場。用，形成了比較規(guī)范的產(chǎn)業(yè)和市場。 在國家在國家循環(huán)經(jīng)濟循環(huán)經(jīng)濟政策的鼓勵和企業(yè)政策的鼓勵和企業(yè)潛在效益潛在效益需求的雙重需求的雙重推動下，全國性的推動下，全國性的“木塑熱木塑熱”正在逐漸興起。到正在逐漸興起。到2005年底，年底，全國已有木塑研發(fā)、生產(chǎn)和配套的單位逾全國已有木塑研發(fā)、生產(chǎn)和配套的單位逾150家，木塑產(chǎn)家，木塑產(chǎn)

14、業(yè)從業(yè)人員數(shù)萬人，木塑制品年產(chǎn)銷量已接業(yè)從業(yè)人員數(shù)萬人，木塑制品年產(chǎn)銷量已接10萬噸，年產(chǎn)萬噸，年產(chǎn)值超過值超過8億元人民幣。業(yè)內(nèi)主要技術(shù)代表企業(yè)的試驗樣品已億元人民幣。業(yè)內(nèi)主要技術(shù)代表企業(yè)的試驗樣品已達到或超過國際先進水平。達到或超過國際先進水平。 2022-6-9 我國的天然木材資源日益減少，木質(zhì)制品的市場需求我國的天然木材資源日益減少，木質(zhì)制品的市場需求量卻與日俱增。巨大的市場需求和技術(shù)突破必然會不斷拓量卻與日俱增。巨大的市場需求和技術(shù)突破必然會不斷拓寬木塑材料的市場通道。從市場需求角度分析，木塑最有寬木塑材料的市場通道。從市場需求角度分析，木塑最有可能在建筑材料、戶外設(shè)施、物流運輸、交

15、通設(shè)施、家具可能在建筑材料、戶外設(shè)施、物流運輸、交通設(shè)施、家具用品等領(lǐng)域開始規(guī)模性拓展用品等領(lǐng)域開始規(guī)模性拓展 由于國內(nèi)市場尚處起步階段，由于國內(nèi)市場尚處起步階段， 塑木制品在國內(nèi)市場還沒有大面積推廣。塑木制品在國內(nèi)市場還沒有大面積推廣。 中國市場與北美市場相比，木塑復(fù)合材料及制成品的中國市場與北美市場相比，木塑復(fù)合材料及制成品的增長還有相當大的空間，預(yù)期國內(nèi)增長還有相當大的空間，預(yù)期國內(nèi) 塑木復(fù)合材料市場近塑木復(fù)合材料市場近年內(nèi)產(chǎn)量將超過百萬噸，產(chǎn)值超過年內(nèi)產(chǎn)量將超過百萬噸，產(chǎn)值超過10億元，并形成新型木億元，并形成新型木塑復(fù)合制品體系塑復(fù)合制品體系4.2木塑復(fù)合材料發(fā)展木塑復(fù)合材料發(fā)展前景

16、展望前景展望 我國的天然木材資源日益減少，木質(zhì)制品的市場需求量我國的天然木材資源日益減少，木質(zhì)制品的市場需求量卻與日俱增。巨大的市場需求和技術(shù)突破必然會不斷拓寬卻與日俱增。巨大的市場需求和技術(shù)突破必然會不斷拓寬木塑材料的市場通道。從市場需求角度分析，木塑最有可木塑材料的市場通道。從市場需求角度分析，木塑最有可能在建筑材料、戶外設(shè)施、物流運輸、交通設(shè)施、家具用能在建筑材料、戶外設(shè)施、物流運輸、交通設(shè)施、家具用品等領(lǐng)域開始規(guī)模性拓展品等領(lǐng)域開始規(guī)模性拓展木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊 木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊木塑復(fù)合材料在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用：木塑復(fù)合材料在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用：1、軍用包裝

17、、軍用包裝目前我國軍用彈藥外包裝仍然以木箱為主，每年不僅耗費大量木材，而且目前我國軍用彈藥外包裝仍然以木箱為主，每年不僅耗費大量木材，而且木包裝箱性能存在很大局限性，如強度較低、易霉腐、易蟲蛀、不密封等。木包裝箱性能存在很大局限性，如強度較低、易霉腐、易蟲蛀、不密封等。因此，研究性能更為優(yōu)越的新型包裝材料和包裝結(jié)構(gòu)形式極其重要。木塑因此，研究性能更為優(yōu)越的新型包裝材料和包裝結(jié)構(gòu)形式極其重要。木塑復(fù)合材料具有塑料與木材的雙重特性，其某些性能指標甚至優(yōu)于塑料和木復(fù)合材料具有塑料與木材的雙重特性，其某些性能指標甚至優(yōu)于塑料和木材，除斷裂伸長率、沖擊強度較低外，其他各項性能均已達到現(xiàn)用軍用包材，除斷裂

18、伸長率、沖擊強度較低外，其他各項性能均已達到現(xiàn)用軍用包裝材料的性能指標范圍。通過進一步研究改進木塑復(fù)合材料的物理機械性裝材料的性能指標范圍。通過進一步研究改進木塑復(fù)合材料的物理機械性能，并通過合理的包裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高箱體的整體強度，這種材料用于能，并通過合理的包裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高箱體的整體強度，這種材料用于某些軍品包裝完全是有可能的。國內(nèi)在這方面已作了一些嘗試，提出一種某些軍品包裝完全是有可能的。國內(nèi)在這方面已作了一些嘗試，提出一種全新的拼接方式，從結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)部件的選材兩個方面來保證木塑包裝全新的拼接方式，從結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)部件的選材兩個方面來保證木塑包裝箱的密封性和整體強度。箱的密封性和

19、整體強度。木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊木塑復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊2、軍港設(shè)施、軍港設(shè)施據(jù)報道，美國海軍的許多碼頭設(shè)施是在二戰(zhàn)期間或之后建立的，現(xiàn)在已到了它據(jù)報道，美國海軍的許多碼頭設(shè)施是在二戰(zhàn)期間或之后建立的，現(xiàn)在已到了它們的退役期。由于這些材料用殺蟲劑處理過，屬有害廢棄物，其處理費用很大。們的退役期。由于這些材料用殺蟲劑處理過，屬有害廢棄物，其處理費用很大。由于受環(huán)保意識的影響，經(jīng)過保護處理的木材在海洋環(huán)境中的使用受到質(zhì)疑。由于受環(huán)保意識的影響，經(jīng)過保護處理的木材在海洋環(huán)境中的使用受到質(zhì)疑。此外，在比較清潔的港灣，它們還受到日益嚴重的海洋木蛀蟲的危害。最近此外，在比較清潔的港灣，它們還受到日益嚴重的海洋木蛀蟲的危害。最近FAC雜志評估海軍每年用于木材的防護處理的費用約為雜志評估海軍每年用于木材的防護處理的費用約為41005100萬美元，替萬美元，替換這些木材最