国产亚洲不卡一卡2卡三卡4卡网站_中文字乱码在线生成2021_yellow片高清_黄黄的高清无码网站_XXXX9999无码

大學(xué)校園網(wǎng)

大學(xué)生活網(wǎng) > 大學(xué)生學(xué)習(xí) > 機(jī)械工程

木塑復(fù)合材料在市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

木塑復(fù)合材料(wood-plasticscomposites,簡(jiǎn)稱(chēng)WPC)是用木纖維或植物纖維填充、增強(qiáng)的改性熱塑性材料,兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點(diǎn),經(jīng)擠出或壓制成型為型材、板材或其他制品,替代木材和塑料。木纖維塑料配混料研究已有80多年歷史,但一直未能工業(yè)化,15年前左右,才很小量用于低值的吸聲制品。由于環(huán)境觀念的加強(qiáng),美國(guó)建筑工業(yè)尋找象木一樣的替代材料(不腐蝕、不翹曲、維修方便,外觀與木材相似),而韓國(guó)和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用,都推動(dòng)和加速了WPC的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)最活躍的部門(mén)之一,新應(yīng)用開(kāi)發(fā)也層出不窮,所以盡管已有幾十年的研究歷史,但由于WPC巨大的潛在應(yīng)用市場(chǎng),使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關(guān)注。不少?lài)?guó)家投入力量加快開(kāi)發(fā)和應(yīng)用步伐,尤其是型材的生產(chǎn),被稱(chēng)為是一個(gè)“熱門(mén)”市場(chǎng)。

發(fā)展WPC是越來(lái)越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果,以往廢木屑、邊角料只能燃燒或作為固體垃圾處理,工業(yè)咨詢(xún)家認(rèn)為發(fā)展推動(dòng)力來(lái)自合理利用地球有限資源的要求,減少原始木材用量,保護(hù)森林,回收再利用舊木粉和塑料。木纖維和植物纖維來(lái)源豐富、價(jià)廉、質(zhì)輕,對(duì)設(shè)備磨損小,尺寸穩(wěn)定性良好,電絕緣性?xún)?yōu),無(wú)毒,可反復(fù)加工,能生物降解。木纖維有廢木粉、刨花、鋸木,植物纖維為粉碎處理過(guò)的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等。熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC,包括新料、回收料和二者混合料。

中國(guó)是一個(gè)木材資源不豐富的國(guó)家,儲(chǔ)量小,產(chǎn)量滿(mǎn)足不了市場(chǎng)的需求。另外,自1998年2月開(kāi)始,美國(guó)、加拿大和歐盟國(guó)家相繼對(duì)我國(guó)出口貨物的木質(zhì)包裝材料實(shí)施新的檢疫標(biāo)準(zhǔn),要求采取薰蒸或高溫消毒處理,否則將拒絕入境,促進(jìn)和推動(dòng)我國(guó)采用木塑型材做包裝用托盤(pán)為代表的制品發(fā)展。

性能

木纖維和植物纖維最初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料,木塑塑料可充分利用資源,而且可回收利用,而材料能否回收利用已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素,因而前景看好,主要特點(diǎn)可歸結(jié)如下:

⑴耐用、壽命長(zhǎng),有類(lèi)似木質(zhì)外觀,比塑料硬度高;

⑵具有優(yōu)良的物性,比木材尺寸穩(wěn)定性好,不會(huì)產(chǎn)生裂縫、翹曲、無(wú)木材節(jié)疤、斜紋,加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品;

⑶具有熱塑性塑料的加工性,容易成型,用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工,加工設(shè)備新投入資金少,便于推廣應(yīng)用;

⑷有類(lèi)似木材的二次加工性,可切割、粘接,用釘子或螺栓連接固定,可涂漆,產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶(hù)要求調(diào)整,靈活性大;

⑸不怕蟲(chóng)蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小,不會(huì)吸濕變形;

⑹能重復(fù)使用和回收再利用,環(huán)境友好;

⑺維修費(fèi)用低。

缺點(diǎn)是韌性低于塑料母體樹(shù)脂,加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。

生產(chǎn)工藝

木塑復(fù)合材料最先使用的生產(chǎn)工藝是混煉,再熱壓(或發(fā)泡壓制)成平板或模壓成型材。現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝以擠出成型為主,并輔以注射成型。世界木塑制品生產(chǎn)和應(yīng)用的最大國(guó)家是美國(guó),其最大制品是鋪板(decking),生產(chǎn)工藝為擠出成型,可以先配混成中間塑木粒料,然后再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)加工成制品。然而可能的話,也可越過(guò)造粒階段,配混和擠出型材(板材)在一個(gè)設(shè)備或一組設(shè)備內(nèi)連續(xù)完成。

木塑材料(包括制品)的制備過(guò)程對(duì)WPC的性能影響很大,研究早就表明不合適的加工會(huì)引起不良的纖維分散和浸潤(rùn),而過(guò)分的配混則會(huì)使纖維嚴(yán)重破損,都會(huì)導(dǎo)致降低WPC力學(xué)性能。另外,要防止過(guò)分剪切或高溫產(chǎn)生糊料、燒焦等問(wèn)題,一步法連續(xù)工藝若脫揮(主要脫水)不佳將影響工藝的連續(xù)性和使產(chǎn)品因有氣泡而性能大幅降低。目前主要的加工設(shè)備為雙螺桿擠出機(jī),物料在加工中停留時(shí)間比較窄,使木塑材料的加工熱歷史盡可能相近。可分為同向平行雙螺桿擠出機(jī)和異向錐型雙螺桿擠出機(jī)。

同向平行雙螺桿擠出機(jī)

塑木材料加工業(yè)稱(chēng)同向平行雙螺桿擠出機(jī)為高速、高能耗“配混”型設(shè)備,一般為組合式螺桿,可調(diào)節(jié)螺桿長(zhǎng)徑比和構(gòu)型(捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法),靈活設(shè)置脫氣口,可以直接加工木粉或植物纖維,完成木粉干燥后與熔融的樹(shù)脂混合再連續(xù)擠出,即木粉干燥和樹(shù)脂熔融分開(kāi)進(jìn)行,因此往往是由雙階擠出機(jī)組成。但一般要求廢木屑含水量為4%~7%,這種工藝要求有大量符合要求水含量的木粉,并在嚴(yán)格條件下運(yùn)輸和貯存,這種雙階擠出機(jī)稱(chēng)之為“木材用擠出機(jī)”。與此相類(lèi)似的方法還有用含水6%~8%木粉加入擠出機(jī)主料口,擠出機(jī)前段作為脫水、脫揮裝置,然后通過(guò)側(cè)加料器加入塑料樹(shù)脂、添加劑,因此擠出機(jī)相對(duì)長(zhǎng),長(zhǎng)徑比(L/D)可達(dá)44~48,其中2/3用于除水和脫揮。

美國(guó)Strandex公司在塑木復(fù)合材料建筑和結(jié)構(gòu)加工設(shè)備方面居材料領(lǐng)先地位,已經(jīng)進(jìn)行了近10年的工作,已在美國(guó)、加拿大、日本發(fā)放了8個(gè)專(zhuān)利許可證,并看好在歐洲的應(yīng)用前景,已與18家以上未來(lái)歐洲用戶(hù)洽談技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的專(zhuān)利技術(shù),美國(guó)Davis-Standard、KruppW&P等公司也生產(chǎn)塑木加工用同向雙螺桿擠出機(jī)。

異向錐型雙螺桿擠出機(jī)

與“配混”型設(shè)備比,異向錐型雙螺桿機(jī)被稱(chēng)之為低速、低能耗“型材”型設(shè)備,非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機(jī)比,為適應(yīng)熱敏樹(shù)脂加工要求,有許多新的特點(diǎn)和要求,要求螺桿設(shè)計(jì)適應(yīng)的加工范圍寬,對(duì)木纖維切斷少,樹(shù)脂少時(shí)仍能均勻分散和物料完全熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大,加料區(qū)體積比常規(guī)型號(hào)的大和長(zhǎng)。若木粉、植物纖維加入量大,熔融樹(shù)脂剛性大,要求耐高背壓齒輪箱,螺桿推動(dòng)力強(qiáng),采用壓縮和熔融快、計(jì)量段短的螺桿,確保木纖維停留時(shí)間短,防止其斷裂和劣化。

生產(chǎn)這種設(shè)備的主要為CincinnattiMilacron公司,包括在美國(guó)的ExtrusionTekMilacron公司,在德國(guó)的SMS公司Cincinnatti分公司。據(jù)稱(chēng)前者在WPC擠出機(jī)設(shè)計(jì)和工程化方面很有經(jīng)驗(yàn),實(shí)際投放使用的設(shè)備已超過(guò)100臺(tái),擁有世界最大的機(jī)型,加工能力為770kg/h。德國(guó)Cincinatti擠出機(jī)公司已公開(kāi)展示其WPC用錐型雙螺桿擠出機(jī)“Titan”系列產(chǎn)品。

為獲得感覺(jué)極似真木的木塑復(fù)合材料,且可承受螺釘和釘子,采用發(fā)泡技術(shù)產(chǎn)生的內(nèi)壓可以提供比非發(fā)泡材料更佳的表面清晰度和更光滑的表面輪廓。微孔發(fā)泡擠出技術(shù)的應(yīng)用,大大節(jié)約了材料成木,且密度也降低了20%~35%;其中可采用化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡,并以物理發(fā)泡為佳:即在機(jī)頭模具注入超臨界氣體(如CO2而實(shí)現(xiàn)發(fā)泡。現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)發(fā)泡料與表面層復(fù)合料的共擠,使材料具有優(yōu)良的使用性能。另外,以聚苯乙烯/纖維為主材,由水作為發(fā)泡劑的木塑復(fù)合材料正在研究開(kāi)發(fā)中。微孔發(fā)泡克服了木塑復(fù)合材料延展性和沖擊強(qiáng)度不足之缺點(diǎn),且成本降低。

近年來(lái)值得注意的動(dòng)向是,在木塑復(fù)合材料的成型工藝方面,注射成型得到了迅速發(fā)展。木塑復(fù)合材料將逐漸廣泛用于注射產(chǎn)品中。