2022年木塑复合材料加工技术、研究现状附发展趋势.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 木塑复合材料加工技术、讨论现状及进展趋势木塑 |木塑加工 |木塑讨论 |木塑进展人造板技术沟通网一、木塑复合材料加工技术随着科学技术的进展,现代社会对材料的要求更高了,既要求其有较好的物 理力学性能,对人类有亲和力,又要环保；木材是一种自然生物质材料,自古 以来被人们广泛宠爱和使用；随着我国自然林面积的削减和“自然林爱护 ”政策 的实施,木材资源困乏、质量下降、木材价格越来越高、木材加工业的废弃物 增多以及世界林产品需求量的增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻 找木材的替代品；而由于生产和生活水平提高,过去被大量用于烧柴的木制品 加工废弃

2、物,如木屑、刨花、边角废料以及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果 壳等被严峻铺张,并对环境产生极大的破坏性影响；据统计,我国每年由于木 材加工余下的废弃木粉量达数百万吨,其他自然纤维如稻糠等的产量上千万 吨,这些资源如能得到有效开发和利用,价值可观；在不断讨论中人们熟悉到 木材改性技术可以实现新的突破,而填充改性既可以降低产品成本,又可以提 高产品的使用性能,甚至给予木材材料全新的性能,从而使木材行业有了新的 生气；与此同时,塑料制品在生产和生活中的应用,随着经济进展越来越广泛,因 塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为一大环保难题；有关数字表明,在城市垃圾中,塑料废弃物已占到垃圾总量的25

3、 35；在我国,城市人口每年产生的废旧塑料达 240 万280 万吨,已成为环卫部门的严峻负担；假如能将废旧塑料制品有效利用起来,将对环保和经济进展产生庞大的推动作 用；这种背景下,将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新的材料,即木塑 复合材料（ Woodpolymer Composites ,简称 WPC）也就应运而生了；1、 木塑复合材料的定义木塑复合材料（ WPC）是以木材为主要原料（形式有锯末、木屑、竹屑、稻 壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等）,经过适当的处理使其与各 种塑料（用于木塑复合材料的热塑性塑料主要有聚氯乙烯 PVC ,聚乙烯 PEA ,聚丙烯 PPS ,聚苯乙烯

4、PST ,聚甲基丙烯酸甲酷（ CPMM）,以及聚 乙烯（ PE）,聚丙烯（ PP）、聚苯乙烯（ PS）等 按肯定比例混合并添加特制 的助剂,如 偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳固剂、着色剂、阻燃剂、名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 防霉剂 等加工助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料,是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料,其性能优良、用途广泛、利于环保,有宽阔的进展前景,值得大力研发推广；2、木塑复合材料的分类人造板技术沟通网木塑复合材的制造方式目前主要有两种：一种是将塑料单体或者低聚合度树

5、脂浸入到实体木材中,通过加热或辐射引发塑料单体或者低聚合度树脂在木材中进行自由基聚合,所得复合材料称为塑合木 ；这种复合方式可以提高木材的尺寸稳固性、耐腐性、防蛀性 , 以及木材的物理、力学性能；所浸注的单体一般采纳 苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等单体； 人造板技术沟通网另一种是将木材以刨花、纤维和木粉的外形作为增强材料或填料添加到热塑 性塑料中,并通过加热使木材与熔融状态的热塑性塑料进行复合而得到的复合 材料,称为木塑料复合材料（简称 WPC）；从木塑复合材料的基体与功能体结合方式考虑,可将其分为以下三类：1 实体木材一塑料复合材料；此类材料以基体与功能体之间或功能体在基体内 部的化学合成反应为主

6、要特点；2 木纤维 木粉 一塑料复合材料；此类材料以木质纤维材料为基体与高分子量塑料直接复合,其结合方式以两种材料表面或界面 物理结合为主；此种材料的制造工艺是将木纤维或木粉与塑料充分混合,在混合过程中塑料熔化形成制品；当木材组分低于50时,称为木质填料塑料；而木材组分高于60时,就称为热塑性树脂增强型复合材料；该种复合材料的某些物理力学指 标优于纯木材制品,可再成型为各种模压制品,在包装、家具、房屋建筑及汽 车内饰件等领域具有广泛的应用前景；人造板技术沟通网3 木材一塑料合金复合材料；将实体木材或单板用一种聚合物的单体或预燃物浸注,然后再使其在木材中聚 合；一般来说,这种聚合物不能进入木材的

7、细胞壁,而是存在于细胞腔内；此 种聚合材料比原有材料具有更高的强度、刚度、耐磨性及其它一些优良的物理 性能；可制成地板、乐器、运动设备及装饰材料等；木材塑料合金复合材料要求木材高分子与塑料的完全融合,具有类似于金属 材料以及共混高分子材料所达到的那种状态；该种复合材料第一要对木材的化名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学组分进行改性,使其能溶于某些溶剂之中或与高分子塑料之间相互匀称分散；3 、木塑复合材料的特点1）、木塑复合材料的优点社会经济性好,可连续进展,特殊适于我国“自然林爱护 ”的国策；耐用、寿命长,类似木质

8、外观,比塑料硬度高；具有优良的物性,比木材稳固性好,不会产生裂缝、翘曲、无木材竹疤、斜 纹,加入着色剂、覆膜或复合表层可制成颜色绚丽的各种制品；具有热塑性塑料的加工性,简洁成型,用一般塑料加功设备或稍加改造后便 可进行成型加工；加工设备新投入资金少,便于推广应用；有类似木材的二次加工性,可切割,粘接,用钉子或螺栓连接固定；利于装潢、装饰,可涂漆美化,产品规格外形可依据用户要求调整,敏捷性 大；不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小、不会吸湿变形；能重复使用和回收再利用,可以生物降解,爱护环境；利于环境爱护,可用废弃木材、农作物纤维和废弃塑料作材料；资源丰富,费用低廉,成本低；人造板技术沟通网 2）

9、、 木塑复合材料的缺点 尽管广大的科研和工程人员做了不懈努力,但木塑复合材料在各种使用场合中 仍存在着一些不足,主要表现为：名师归纳总结 1密度高,通常为木材的24 倍；第 3 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2产品的安装费用相对较高 枪或自攻螺钉 ；由于复合材料的密度较大,在组装时需要使用射钉3 耐热性和耐紫外线才能较差；4 、制品的硬度和载荷才能较木材差；5）、国产塑木复合材料质量上存在的主要问题a、制品抗冲击性能差,脆性大,易损坏断裂；其缘由：废旧塑料及木粉（天纤）质量不合格,挑选不当,配方及工艺条件 不合理,原料含水量高,加工

10、时产愤怒泡,水解或热分解,使树脂分子量降低 所致；b、制品结构不密实,有气孔,蜂窝,剥离或分层；其缘由：原料混合不匀称,混炼成效不好,没有应用塑料改性技术,使两种极 性不同的物质（塑料 /天纤）不相容,不能坚固粘结的结果；c、制品表面不平整,有斑孔,翘曲,变形；其缘由：螺杆、料筒有伤痕缺陷,引起物料滞留或碳化,原料不符合规格要 求,含有杂质,没有选用流淌性相宜,收缩率和各向异性小的基体树脂,对定 型模冷却掌握不好；由于木塑复合材料具有比单纯的木材和塑料无法比拟的诸多优点,已受到国 内外的广泛关注；该材料是绿色环保材料,可以回收利用低成本的废弃木材和 塑料,用此技术生产出来的木塑复合材料可取代木

11、材使用,有力地缓解我国因 森林资源贫乏而木材供应紧缺的冲突；木塑复合材料生产技术既符合国家经济 形势进展的需要,也衬合国家的产业政策,而且产品使用范畴广；因此,可以 信任木塑复合材料是一种极具进展前途的材料,也是一项有生命力、有市场开 发前景的创新技术,具有宽阔的市场前景和良好的经济效益和社会效益；4 、木塑复合材料的应用木塑复合材料的应用领域木塑材料应用于包装行业主要是托盘、包装箱、集 装器具等；因而在国内有很大的市场需求；木塑材料具有耐潮、防虫蛀等特 点,适用于仓储行业使用的货架铺板、枕木、铺梁、地板等；木塑材料制成的名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页精选学习

12、资料 - - - - - - - - - 凉亭、座椅、花盆、垃圾桶等具有防水、防潮、防腐的特点,而且寿命长、价 格低；用木塑复合材料制作房屋、室外地板阳光房码头、护栏等产品已在国外 开头起步；近几年来,由于木塑复合材料的木质材料组成部分正在向各种其它植物纤维 材料进展,因此,从更广泛意义上讲,木塑复合材料实质上已成为以各种植物 纤维材料为基体,与各种不同塑料形成的一类新型复合材料；它的显现有利于 缓解目前木材资源紧缺和废弃物回收利用困难的问题,提高产品的附加值,可 以广泛应用于汽车工业、建筑行业、室内装饰、家电和运输等行业方面；讨论 木塑复合材料是木材工业史上的革命性进展,是现代材料工业进展的

13、主要方向 之一；概括地说,在国内,木塑复合材料的应用领域包括：包装、运输类 ：托盘、军品和民品包装箱、玻璃包装箱、周转箱,插车货板、仓储垫板、铁路枕木等；园林景观类 ：凉亭、座椅、栅栏、铺板等市政产品；车辆船舶类 ：汽车等内装材、风扇罩、外表架等部件、船舶内装和隔热材等；家装及建筑类： 活动房屋,窗框,门板,门褴,混凝土模板,楼梯拍手,墙 壁,天棚,装饰各种异型材,地板、家具等建材用品；其它类： 农用大棚支架及用桶、钓鱼用舢板、水产箱、教案用品、枪托、球 拍、滑雪板、高尔夫球棒、舞台用品以及各种模型等；随着挤出设备和挤出技术的进展,人们通过木塑复合微孔发泡技术 制得木塑复合微孔发泡材料,它比不

14、发泡材料具有更高的冲击强度、更高的韧性、更长的疲惫寿命、更好的热稳固性和更低的密度 一步拓宽了木塑复合材料制品的应用范畴；5 、木塑复合材料用添加剂降低密度达 75或更高 ,从而进木塑复合材料常常要有一些助剂加入,如偶联剂、光稳固剂、色素、润滑剂、杀真菌剂和发泡剂；下表列举了常用助剂及其在复合材料中所起的作用；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 助剂应用举例热稳固剂防止加工过程中聚合物降解酚醛树脂（主要）和亚磷酸盐次要 光稳固剂防止紫外光对聚合物的损害HALS 阻胺光稳固剂 ； 紫外光吸取剂偶联剂改善木塑界面结合,提

15、高强度,削减马来酸酐改性聚烯烃吸水,保持机械性能润滑剂改善流淌性能,提高生产效率,削减硬脂酸锌、乙烯基而硬脂酰胺边缘磨损色素美化制品表面,并有肯定紫外防护能混合染料力杀虫剂防止细菌真菌腐蚀异噻唑类物质发泡剂减小材料密度和制品重量放热型 偶氮碳胺 , 吸热型（碳酸氢钠 .6、 木塑复合材料加工工艺木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼,再热压或发泡压制 成平板或模压成型材；现在的生产工艺以挤出成型为主 ,并辅以注射成型；国内木塑复合材 料的主要成型方法有浸渍成型、平压成型、模压成型、挤出成型、热压成型、辐射法成型、注射成型等；最早使用的为浸渍法,近年来,木塑复合材料的生 产工艺基本采纳两步法,即先

16、进行共混造粒,再进行成品挤出；由于用这种方法加工制品成本较高,自1999 年起,就开头讨论该复合材料制品的一步法挤出成型技术,即直接用挤出机进行该材料的混合与成型,因省掉造粒工序,从 而降低了成本并提高了产品的市场竞争力；挤出成型、热压成型、注射成型、模压成型是加工木塑复合材料的主要成型方法；由于挤出成型加工周期短、效率高,因此挤出成型方法是一种较为常用的 工艺路线；6.1 注入单体聚合法名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 该方法的历史相对较早些；生产工艺是将化学单体注入木材,然后再用高能辐 射或加热催化等方法制成木

17、塑复合材料；6.2 非气流辅装成型该工艺是将木纤维与塑料或树脂在常温下混合,木材纤维、束或其它纤维状 材料经混合后通过一个针刺工段,用薄型无纺布衬托而制成纤维相互缠绕的低 密度板坯,再依据最终产品的需求和要求,将一块或数块板坯热压成最终产 品；6.3 压制成型这种方法采纳类似于一般刨花板或干法 MDF 的生产工 艺；6.4 木塑复合材料平压法成型技术工艺流程如下：平压法制备木塑复合材料的工艺流程将木粉和塑料共同混炼后热压,或将木刨花与预先混炼的塑料混合热压压 制成的板材具有很好的力学性能经测试该性能达到刨花板国家标准的要求；在热压过程中,压力肯定时,当温度升至 200 时,模具中的物料达到最好

18、的流动性；此时压制的板材性能较好；将塑料预先混炼后再与木刨花混合热压成型时,随着木刨花用量的增加,静曲强度成线性增加,混合的质量比达到 13 或 1 4 时有最大值,此时制得的板材具有最好的力学性能；6.5 辐射法制备木塑复合材料工艺流程如下：地下贮罐单体运输二段真空药剂贮存浸渍槽装袋辐射制品原木搬运货架贮存贮存辐射法制备木塑复合材料的工艺流程名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 浸渍有机单体的木制品,经电离辐射处理后,可制成一种新型材料-木塑复 合材料；辐射法制备木塑复合材料的生产技术可利用速生、易得的木材如桦 木、

19、杨木等低档木材经过辐射塑化处理来代替昂贵的优质木材,有助于解决优 质木材缺乏的难题,应用前景宽阔；6.6 木塑复合材料挤出成型技术可以用于木塑复合材料制品挤出成型的设备有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机 以及串联式磨盘挤出机；目前主要以前两种为主,后者用于木塑复合挤出仍是 一个全新的讨论领域,尚处于试验阶段；挤出成型法是木塑复合材料加工中最重要的加工方法之一；这是一种低消耗,高产出,适合各种异型材、板材的生产工艺；WPC的挤出工艺为：木材纤维/木粉 /刨花由特殊的喂料器在塑料熔融时连续喂料,木材纤维 /木粉 /刨花在双螺杆挤出机的熔融段被充分混合；此时木材中的水分由真空泵带走；在混合充分后,混合物在

20、肯定压力下从模口挤出,制成型材或板材；这种挤塑可以挤出性能均一的材料；使用这种加工方式的木材需要干燥,以防止复合材料中显现气泡,同时木材纤维 /纤维状刨花的长径比要小,以免在加工时有大量的木材纤维 /纤维状刨花交缠成团,影响产品质量,也使设备易受损耗；在挤塑加工工艺中 温度、转速是主要的参数；假如温度太高,木材纤维会很快降解,其力学强度 降低,颜色变深,从而影响复合材料的强度；一般加工温度都在 150-200之间；转速和木材纤维在挤塑机中的停留时间对材料的影响很大,假如转速太 快,剪切力增大,大量的木材纤维和刨花被剪断,而且两种材料混合不匀称；假如转速过慢,木材纤维和刨花在挤塑机中停留时间太长

21、也会使部分木纤维或 刨花降解；当加工温度高于 200 时,木质纤维就可能发生降解,因此在加工中要严格掌握物料在挤出机内的停留时间,防止过量剪切和剪切失控；木质纤维填充 物料的粘度很大,在剪切时产生大量的粘滞热,而且木塑混合物的热传导率很 低,这两个方面都导致从熔体中不能传递出足够的热量,以防止木质纤维的降 解和裂化；材料的这种加工性能不仅对设备提出更高的要求,而且限制了木塑 复合材料的应用；为此,用于木塑复合中的热塑性塑料通常只能挑选加工温度 较低的塑料,例如 PP、PS、PVC、HDPE 、LDPE 等；挤出成型技术分为一步法和两步法；一步直接挤出法：采纳一步直接挤出法,物料在挤出机内被混合

22、均化,通过模具部件的几何外形 成型产品；这对挤出机提出了更高的要求,挤出机设计需有特殊的压缩和低速名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 剪切混合才能,充分优化给料区表面积,使螺杆对原材料的热传导过程更块、更匀称；在螺杆设计时需供应一个较大的给料区,用于松散物料和在加工时施加自然压缩力,其结果为木粉被更有效地“浸湿 ”；在减小剪切力的同时,双螺杆间的深螺槽和紧凑的相交齿间隙优化挤出料混合；在低螺杆转速状态下的高 扭矩处使用轻柔的低剪切力融解和混合,降低木粉分解速率；预先造粒混合加工法：稳固的原材料是正常挤出的首要前提,为

23、了保证对纤维材料的牢靠计量,通常有必要采纳两步法挤出工艺对纤维材料进行造粒预先压缩,与一步法直接 挤出松散纤维相比,这种预混料方式可以把粉体密度增加到所需要的水平,从 而达到挤出产量,易于流淌性得到改进；另外,粉体密度的匀称性保证了挤出过程的一样性；在初期预备阶段冷热混合、造粒 可以将水分显著降至1,并使木粉和塑料完全混合匀称,这样塑料会完全渗透到木粉中；与一步法相比,两步法工艺可以提高型材的冲击性能,显著改善木塑复合材料的冲击韧性,另外,在湿度很低的情形下小于 1,挤出机可以依据额定挤出量挤出；假如使用湿度大于 8 的木粉,挤出量将会降低 3050；同样,一步法工艺中,松散的木粉不行防止地会

24、引起牵引困难和配方的转变,导致挤出量的转变；而两步法处理工艺就不存在该问题,处理过的原材料可以毫无问题地用于挤出,甚至可以和 PVC型材挤出相类似,在挤出过程也不必调整和不断地优化挤出工艺参数；木塑复合材料的导热性差,且其制品多为异型材,冷却定型较困难,多采纳水冷定型；冷却流道合理设计保证高效冷却；其次：两步法挤出成型工艺（混炼造粒和挤出成型）1）混炼造粒工艺流程图：木质纤维原料 预处理 预干燥 预混合 助剂 混炼 造粒 木塑粒料名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 热塑性塑料混炼造粒工艺流程图2）两步挤出成型工艺流程

25、图：木塑粒料 干燥 挤出机 挤出成型 定型 冷却 牵引 木塑制品两步挤出成型工艺流程图6.7 木塑复合材料热压成型技术该工艺可成型肯定规格的不连续的塑木制品,加工工艺类似于密度板的成型工艺；热压成型工艺流程图：木材纤维 施加偶联剂 回收的塑料 磨粉与分选 常温混合 铺装 热压 冷却陈放 性能检测 预压 试件加工热压成型工艺流程图6.8 木塑复合材料模压制造技术名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 模压法由于具有可以将木纤维的添加量大大提高,木纤维可有较大的长径比,且加工工艺简洁,可利用现有国产一般人造板工艺技术及设备

26、等优点,受到越来越广泛的重视；以铺装后模压成型加工成的产品,一般来说外形较为简单,其中以板材居多； 由于木纤维与塑料不经处理直接按配比进行热压时,熔融塑料分子很难浸润木纤维,因而制成的复合板材在物理力学性能指标上难以取得大的提高,特殊是弯曲弹性模量；压缩成型方式：模压成型、热压成型、碳化成型闭式或开式 复合材料原料 模压成型 热压成型 原料碳化 不碳化 挤压成型 碳化模压成型工艺流程图：热塑性聚合物 混合物料计量铺装 物料混合 干燥 粉碎 原料预备 脱模 清理模压件 物料计量铺装 成品检验整修 加热模压 预压成品库模压成型工艺流程图名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23

27、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7 挤出成型的工艺过程 7.1 塑料的预处理 为了保证成品的质量,必需对回收的塑料进行分捡去杂、清洗烘干、粉碎,去 除含有的金属、橡胶、泥土等杂物和加热不融解的热固性塑料7.2 木质纤维的预处理 为了增加木纤维与塑料结合的表面积,提高成品的物理力学性能,必需对 木质纤维进行分选去杂、粉碎烘干、改性等预处理,粒度一般要求在 080 目 之间,要求无霉变、无结块、无杂物、干燥依据粒度要求把木纤维粉碎过筛,得到适合制造木塑复合材料的颗粒烘干要求比较严格,一般要求在烘干箱中 1 20 下烘干 ,以排除水分和低分子挥发物,这样能提高木塑复合材料 的性

28、能7.3 配料依据使用性能要求以及原料配方,向经过处理的废旧塑料和木质纤维中加入 适量的增容剂、稳固剂、润滑剂、胶合剂等化学助剂,改善木塑体系的相容 性、耐热性和加工过程中的流淌性7.4 造粒造粒的目的是使木塑混料进行热熔、混炼,使木塑预塑化,排除挥发物,以 便在生产型材时,能够完全塑化造粒工序中,借助加热和剪切等的作用,促 使木塑混料剪切混合、塑化、去除挥发物7.5 挤出成型在挤出成型的过程中,挤出温度、螺杆转速、挤出压力、冷却定型、牵引 速度和加料速度等参数直接影响到物料的成型性能和混合过程,并对最终的结 构有很大的影响温度是木塑复合材料挤出成型的一个重要的工艺条件,是影 响塑化及材料质量

29、的主要因素,合理的挤出各段的温度设置如表 2,各段的温 度尽可能稳固,特殊是机头的温度掌握必需保证在合适的范畴内,温度过高,挤出样品炭化,强度降低；温度过低,出料不匀称,有塑料颗粒没有熔融7、木塑复合材料制造的关键技术名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 近几年来国内有关科技及工程技术人员经过多年努力在木塑复合材料制造关 键技术上有了重大突破,使得木塑复合材料制造技术和产品有性能上都已达到 国际先进水平,并快速走向市场化；其主要关键技术有以下几点：7.1 原料需充分干燥木粉不同于无机矿物,通常有高达1O% 以上的水分

30、,未经干燥使用时易引起加工制品起泡、烧焦、糊料,影响制品外观,同时造成不断停机清洗设备,难以连续生产；第一必需对木粉充分干燥；7.2 对木粉要进行表面处理木粉表面为 多羟基结构是极性亲水性物质,而 高聚物一般为非极性亲油性物质 ,二者很难相容,亲和性极差；如简洁的将二者直接共混,制品变脆、力 学性能很差,不能有用；如通过接枝反应对木粉进行表面处理,可以将木纤维 上的一 OH 基团接枝上有机基团,使木粉表面变面亲油物质,提高了与高聚物 大分子的界面粘着力,同时也使木粉在复合材料中更易分散匀称,形成密实的 网状结构,从而提高复合材料的拉伸和冲击强度；讨论结果说明,不同的高聚 物种类,所适用的表面处

31、理剂也是完全不同的；如木粉聚丙烯体系,用马来 酸酐接枝聚丙烯,处理的成效较好,但对木粉聚乙烯体系成效并不显著；而使用乙烯一丙烯酸共聚物EAA就好得多,即使木粉含量达6O ,复合材料的拉伸强度也接近纯树脂的数值；对于木粉聚氯乙烯使用铝酸酯偶联剂并不能达 到要求,硅烷偶联剂虽然成效较好,但价格贵；廊坊市神龙金海有限公司开发 出售活化偶联、提高相容性为一体的复合型表面处理剂成效就更好,有效地解 决了木粉表面处理与 PVC大分子亲和相容的问题；7.3 加入高效流变润滑剂可提高产品质量和生产效率讨论结果说明,加入流变润滑剂可使木塑复合材料制品表面光滑,外观好,同时也可提高挤出速度,提高生产效率；廊坊市神

32、龙金海有限公司胜利地研制 出具有内外润滑作用的高效流变润滑剂,使加工过程中不仅具有初期的润滑作 用,而且中后期润滑成效也很好,可以保证挤出加工的快速稳固；7.4 微发泡技术通常不发泡的木塑复合材料一是密度都比较大,并且相同体积的制品树脂用量也比发泡材料多；如木粉PE复合材料的密度是木材的一倍,比纯聚乙烯塑料也要高 13 左右；承载一吨的 12m 12m 的托盘纯塑料仅 2Okg,而木塑托盘要 3Okg 以上, 发泡木塑制品与传统木塑相比,密度可降低 2O 45 ,更接近于木材； 一般树脂成本要占材料成本的8O 9O ,采纳发泡技名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 23 页

33、精选学习资料 - - - - - - - - - 术可节约近 2 倍的成本；二是刚性和冲击性差；为了增加刚性就要增加型材截面积或转变型材截面外形来解决；提高冲击性能就需要提高木粉与聚烯烃界面的亲和性和相容性；三是生产效率低,一般单机产量低于lOOkgh,形成肯定规模就要增加挤诞生产线,需增大固定资产；所以近几年微发泡木塑复合材料 作为塑料加工换代产品快速进展起来；微发泡挤出成型需经受三个阶段,即气泡核生产阶段、气泡成长阶段和泡体 固定成型阶段；要获是泡体塑化优良,泡孔数量多、直径小、分布匀称、外表 结皮成效好,且平整光滑的型材,挑选优质的发泡剂是打算型材质量的关键；对于木粉 PVC微发泡复合材

34、料,加工过程中因聚氯乙烯属于热敏性聚合物,要求加工温度范畴很窄,温度过高会造成聚合物热分解,在发泡过程中要严格 掌握发泡剂的分解温度和分解时间；因此要挑选发泡剂的分解温度相匹配；通 常微发泡塑料使用的 AC 发泡剂也不适于木粉 PVC复合体系；由于 AC发泡剂 分解产生的气体同时仍放出大量热量,如不实行得力措施,极易造成温度上升 使材料内部孔隙大小不均或者制品表面显现鼓泡、塌陷等缺陷；廊坊市神龙金 海公司自主研发的吸放热均衡复合发泡剂可以将放热型发泡剂分解时放出的热 量吸取并促进吸热型发泡剂的分解,二者适当的匹配可以优势互补,攻克了木 粉 PVC复合材料微发泡工艺的技术难关,使产品性能达到国外

35、同类产品的先 进水平；可以替代德国进口的发泡剂,实现国产化,价格仅为进口的一半；7.5 特殊结构挤出设备为了实现木塑复合材料的稳固挤出,挤出机螺杆的结构、长径比和转速对复合 材料的分散、混合、熔融及成型过程有着至关重要的影响,要求： 螺杆结构要有利于物料的分散、混合、熔融； 防止物料在螺钉或螺筒上滞留,防止物料受热分解、焦化,要求具有高度自 洁才能；保证螺杆具有强大的推动作用,能平稳地输送物料；建立足够的成型压力；7.6 特殊的成型模具木塑复合材料最终要成为具有肯定外形、尺寸稳固、外观良好的各种型材,最终一道工序是通过成型模具来实现的；由于微发泡型材生产中需要膨胀速率 较缓和的型胚,特殊要防止

36、仅仅通过螺杆减压而造成的物流波动；所以要在流 道设计上实现二次减压,使型胚平稳地向定型模具过渡；北京建诚机械有限公名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 司依据微发泡木塑复合材料的生产工艺特点研制出可调式发泡型村专用模具,可在主机工作状况不变的情形下通过模具本身的调控实现对型村表面质量、型 村尺寸和发泡倍率的掌握；为了超越世界先进水平,他们正在研制木粉填加量 可达 8O 9,69O 9,6 的木塑复合材料整条生产线；二 木塑复合材料的讨论现状1、 木塑产业进呈现状1.1 国外木塑产业简况木塑材料的产业化推广源于上世纪8

37、0 岁月的美国,最初是作为改性塑料应用的；随着技术水平的提高,木塑逐步具备了塑料、木材、金属等单质材料的 优点,成为自成体系的新型材料；目前,各类木塑制品在美国、加拿大、德 国、英国、荷兰、日本和韩国等国已得到较为广泛的应用,形成了比较规范的 产业和市场；北美是世界上木塑材料进展最快、用量最大的地区,主要用于风格粗犷的户外建筑；美国木塑市场1990 至 2000 年的增长率都在 10以上,近 5 年增长尤快；美国现有约 50 家木塑企业,年产量大都在万吨以上,其中最大的几家公司已在纽约证券交易所上市；美国的木塑材料研发机构也超过 50 家,形成了一个从产品研发、原料收集、设备制造、模具开发、制

38、成品生产到市场营销的完整产业；加拿大安大略省的材料和制造中心坚持与美国国家森林试验室合作主办木塑材料会议并资助讨论人员和公司；经过10 多年的努力,在加拿大也形成了以 10 多家企业为主体,年产量超过 5 万吨的木塑产业；欧洲木塑产业总体发 展不如北美地区,但近年来有加快趋势；木塑企业不多,产量和技术水平与国 内企业相当,但其拥有强大的装备制造才能,进展潜力不行小视；欧洲人对木 塑材料的要求比较细腻,对品种花色的需求也高于北美,室内装修装饰和户外 建筑齐头并进,但应用技术和商品市场仍不甚成熟,有高速增长的空间；日本由于地理缘由和环保意识,木塑材料的应用比较普遍,产品质量亦较 优良；日本的木塑讨

39、论机构,经过十多年的努力开发出高品质的木塑材料；其 产品具有自然的木材色泽和质感,已在房屋建设和内装饰领域得到广泛使用,是目前国际上品质最高的产品之一,代表了木塑材料替代自然木材的质量水平 和进展方向；1.2 国内木塑产业进呈现状在国家循环经济政策的勉励和企业潜在效益需求的双重推动下,全国性“木塑热 ”逐步兴起；据不完全统计,截至2005 年年底,全国直接或间接从事木塑名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 研发、生产和配套的企事业单位已逾150 家,包括国有、民营,独资、合股和合资等多种类型,国有或国有控股企业占有肯

40、定的优势；现有木塑产业从业人员数万人,木塑制品年产销量已接近10 万吨,年产值超过8 亿元人民币；木塑企业集中分布在珠三角和长三角地区,东部远远超过中、西部；东部个别企业 工艺水平较为领先,南方企业就占有产品数量和市场的肯定优势；行业内主要 技术代表企业的试验样品已达到或超过国际先进水平；一些行业外的大型企业 和跨国集团也在亲密关注我国木塑产业的动态；我国的自然木材资源日益减 少,木质制品的市场需求量却与日俱增；庞大的市场需求和技术突破必定会不 断拓宽木塑材料的市场通道；从市场需求角度分析,木塑最有可能在建筑材 料、户外设施、物流运输、交通设施、家具用品等领域开头规模性拓展；结合 国外木塑产业

41、进展的体会,我国木塑材料的合理进展方向是： 1 原料通用化；依据木塑制品的原料分类、使用性能和用途,制订一个通用 的木塑原料适用性标准； 2 装备专业化；尽快转变当前沿用塑料设备进行生产的状况,改进、完善木 塑制品的生产装备,使其专业化、系列化、规范化和标准化； 3 产品高端化；以木塑材料的良好加工性能为依靠,生产性能良好、做工精 细、外形复杂、表面美观的型材以及成套产品和组合产品； 4 研发市场化；市场需要性能有特色、价格有优势的产品,应推动科研成果 的快速转化,促进木塑新产品的市场接轨； 5 使用广泛化；木塑制品在品种、质量上突破后应大面积推广和使用,使之 常态化,普遍化,为广大消费者愿意

42、接受； 1.3 我国木塑产业进展存在的主要问题我国木塑产业前景宽阔,但目前的投资有过热倾向；受技术、资金、设备和市 场推广才能的限制,木塑产业整体进展状况不抱负；问题表现为： 1 产品研发处于起步阶段,讨论力气分散、经费不足；大多木塑生产企业 工艺技术薄弱,缺乏创新才能,产品种类单一,生产成本高,附加值低；国有 研发机构与木塑企业缺乏沟通、和谐和合作机制,科研成果难以转化； 2 企业弱小、分散,市场化程度较低；产业化、规模化的企业数量少,尤 其缺乏大型骨干企业,不能形成肯定规模的产业集群,无法产生群体拉动和市 场推广效应；木塑材料商业化推广严峻缺位,信息通道不通畅； 3 产品标准滞后；国内仅有

43、的木塑托盘和地板的标准大多是参照木制托盘和 地板的标准制订的,缺乏木塑材料特色；2 木塑复合材料技术讨论现状2.1 木塑复合材料的相容性讨论名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 随着科学技术和社会的进展,人们对塑料材料性能的要求也越来越高；充分 利用植物纤维资源的潜力,发挥它特殊的功能和特性,开发其新的应用领域,是当今引人注目的讨论热点；然而,植物纤维也有加工温度低、不耐潮湿及与 热塑性塑料相容性差等缺点；而其中憎水性的热塑性塑料与亲水性的植物纤维 之间的界面相容性差是此复合材料的最大缺点；这种极差的界面相容性导致了

44、 纤维在塑料基体中分散不佳、力学性能下降,限制了植物纤维在塑料中的应 用；为了改善它们二者之间的界面相容性,发挥各自的优点,增强木塑复合材 料的力学性能,扩大其使用范畴,长期以来各国学者都在努力寻求新的方法,以使这种复合材料能够满意实际的使用需要,并且取得了一系列阶段性成果；改善木塑复合材料复合界面的相容性的方法主要有物理或化学的方法；物理 方法包括表面原纤化及放电处理；在植物纤维的表面改性方面,低温等离子放 电、溅射放电、电晕放电等越来越受到人们的广泛关注；低温等离子放电处理 主要引起化学修饰、聚合、自由基产生、结晶等变化；溅射放电处理主要引起 物理方面的变化,比如表面变得粗糙等以增强界面间的粘结性能；等离子体的 作用包括质子的获得以及不稳固基团的生成,从而使醇、醛、酮、羧酸等的官能团发生变化；放电处理可以通过降低纤维/ 聚合物熔体的粘度来改善复合材料的力学性能；电晕放电就是通过转变纤维素分子的表面能来降低复合材料的 熔融粘度；化学方法为在与聚合物母体复合之前通过在纤维填料的表面包覆 1 层非极性的材料以改善界面的兼容性及纤维在塑料基体中的分散性；化学法一般有接枝共聚法处理、偶联剂处理、对植物纤维浸润处理、碱金属 溶液膨胀处理及取代反应和乙酰化处理等数种方法