木塑复合地板

木塑复合地板（精选十篇）

木塑复合地板 篇1

木塑地板纹路自然, 色泽均匀, 表现出逼真的原木风味, 体现了个性化装饰的理念。木塑地板主要由木材、木纤维素及植物纤维素为基础材料与热塑性高分子材料———塑料和加工助剂等, 混合均匀后再经模具设备加热挤出、压制、注射成型而制成的, 它同时具有木材和塑料的双重优点, 弥补了两者的缺陷, 是能替代木材和塑料的一种新型环保型木塑复合材料产品。同时其产品完全无毒、无有害气体释放、防水、不易变形与开裂;防蛀、防潮和抗碱腐蚀;木质感强、原料来源丰富;产品又可回收利用, 所以备受人们的青睐, 因此值得大力研发推广[1]。

表面肌理是指物体表面的各种纵横交错、高低不平、粗糙平滑的纹理变化, 也能使人们感受到设计产品的表面纹理特征。而肌理与质感含义相近, 对设计的形式来说, 肌理使人们感受到直观的质感, 它一方面是作为材料的外观表现形式而被人们所感受, 另一方面则体现在通过先进的工艺手法, 创造新的肌理形态。不同的材质, 不同的工艺手法可以产生各种不同的肌理效果, 并能创造出丰富的外在造型形式。装饰是人类生活中不可缺少的元素, 它在社会生活中扮演着重要的角色。装饰比较重外观, 它通过基本的形式法则, 如造型上的对称、节奏、韵律, 表面的色彩、肌理制作的技术、加工工艺等等, 体现视觉、触觉以及听觉等感官上和心理上的美感[2]。

木塑复合地板的表面肌理装饰效果多样, 不同的肌理效果会给人们带来不同的心理感受, 各种木塑复合地板的肌理能给环境空间带来不同的气质, 有的使空间表现出的是一种高雅、华丽的视觉效果;有的给空间带来的是一种自然、质朴的心理感受。这些都是肌理装饰性的具体体现。

2 表面肌理及其装饰性

木塑复合地板表面肌理的形态的构成是多种多样的, 它可以是单块的几何形态:直接挤压出来的型材, 没经过其他工艺进行表面处理, 在进行地板铺装时, 能方便而快捷的进行重复, 有简单明快的装饰效果, 但会表现的比较死板, 欠缺活力;它也可以是模仿有机形自然形态:由物质自然演化而来, 不以人的意志为转移的客观形态, 铺装成的地板表面具有很强的自然性, 清新、亮丽, 具有广泛性;它也可以是随机形态:根据不同工艺形成的表面效果及色彩, 在铺装时交叉组合, 可以使各自的装饰美感得以表现和深化, 使环境生动, 获得千变万化、不同风格的装饰艺术效果。

木塑复合地板表面肌理加工方式多样, 可以使产品表面产生丰富的装饰效果, 不仅使木塑地板模仿各种木材纹理和色泽, 而且通过对表面肌理的设计来达到功能性。

2.1 仿木肌理及其装饰性

由于现代社会人们越来越崇尚“返璞归真”, 对于材质表面耀眼的光泽和强烈、刺激的色彩装饰产生反感, 而木材的表面肌理给人以温暖、舒适、亲切的感觉, 所以近几年来仿木肌理形态在现代设计中应用越来越备受推崇[3]。现代设计师们往往将各种人造材料加工处理成各种天然仿木材料的表面肌理效果并加以应用。而木塑材料是作为一种代木材料出现的, 它的出现既提高了木质资源的利用率又丰富了现代的装饰材料, 其中木塑地板在木塑材料中应用尤为广泛。木塑地板装饰的色彩和肌理都以仿木纹为主, 而目前木塑复合地板表面仿珍贵木材肌理还是比较单一的, 所以更多的还需要进一步研究提取出珍贵木材的纹理加以设计应用, 如用Matlab, Ma Zda等软件工具为辅助工具, 提取木材纹理形态特征后, 分析木材纹理特征, 最后采用图像优化处理系统, 实现木材纹理仿珍, 然后结合材料自身特点进行仿木肌理设计研究, 从而更好的应用到木塑地板的生产中。仿木复合地板纹理清晰, 材色美观自然, 整体装饰性强, 既能表现出古朴素雅亦可表现出豪华雅致的装饰效果。

2.2 功能肌理及其装饰性

产品的肌理不仅应符合产品的造型风格、符合产品的使用环境, 更应符合产品的功能需要。虽然肌理是依附于产品表面的一种材质处理形式, 但是因为同一形态, 不同的肌理处理方法, 可以使产品的表面效果迥然不同。木塑地板的表面肌理要满足人们的使用要求, 具有良好的功能性, 这是木塑地板表面肌理设计的追求和应该实现的目标[4]。因此, 在木塑地板表面肌理设计中, 要充分利用现代人机工学的成果, 科学地增加设计中的理性因素。比如, 在一些地板的表面进行一些必要的肌理处理, 使其产生一种凹凸或粗糙的造型效果, 就是为了在使用时增加鞋与地面的摩擦力, 使人在上面行走时更加稳定、安全, 如图1所示。

又如通过地板的铺装形式的不同或颜色的不同可以起到划分分割空间的作用, 即通过地面材质肌理纹样的不同形式, 达到分割空间、划分区域的目的。如图2所示, 通过地面肌理的变化, 利用地板的颜色与铺装方式的对比, 将看台与休息区划分开来, 令人在平行空间中, 仍然能明确的感受到不同的空间区域, 这就是由肌理感产生的功能性的心理暗示。上述肌理的表达目的不能单纯的从审美形式上得以实现, 而是功能与造型的完美融合后的具体体现。

2.3 塑型肌理及其装饰性

塑型肌理是依据材料自身特点对其表面进行加工再造后产生的新肌理。在原材料的基础上, 使用不同工艺或添加不同的材料达到装饰的目的, 从而生产出不同肌理效果的产品[5]。木塑复合地板在进行加工时由于加工工艺方法的不同会产生不同的表面肌理来满足不同的装饰效果。木塑地板有挤出纹理、拉丝纹理和压花纹理三种纹理形式, 各种纹理的运用可以提高木塑地板的装饰性能, 使其更加美观, 更具特色。如图3所示的是经过压花木纹工艺表面处理的木塑复合地板块, 其表面虽然不是木材的天然纹理, 但是经过压花机处理后表面也会显得清新自然, 木材的纹理图样有规律的排列在一起, 又显得整洁而不杂乱。

如图4所示的是经过拉丝处理的木塑复合地板块, 其表面呈现极细微的凸凹效果, 具有美化装饰地板外观表面和防滑的作用。拉丝可以根据装饰需要, 制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等形式。

2.4 单元组合肌理

一般肌理的构成元素形态小 (多为相同或相似形) 、数量多, 且大面积铺开, 是表面的有规律的纹理。肌理装饰作用主要以群化的构成元素为主, 而组成肌理的个体元素只起了辅助的作用, 因此, 肌理大多数是比较简单的个体形态的组合, 即单元组合肌理[6], 且为方便制作, 多采用机械加工或简单的手工加工制作。

将不同的肌理形式有机的组合起来, 可以使整体的装饰美感得以更好的表现和深化, 获得千变万化、风格迥异的装饰艺术效果。在木塑地板的铺装设计时, 应用单元肌理有节奏的组合, 不仅可以起到加强或突出某一部分的作用, 来引起人的注意并加深人们的印象, 而且还可以使各部分取得联系并相互呼应, 从而加强整体效果的协调性并且使装饰性得到更丰满的体现。

木塑地板经过单元肌理的组合后, 表面具有一定的次序感, 能够与整体环境协调统一, 并且通过对基本单元的不同组合还能产生不同的造型形式, 达到木塑地板丰富的装饰目的。如图5所示的木塑复合地板的每一个单元可以用A, B, C不同的单元的组合形式进行替换交叉组合, 从而可以产生不同的表面装饰效果。

单元组合肌理也可以通过仿木单元的重复排列组合、表面肌理凹凸变化组合、色彩肌理组合等方式达到装饰目的。在单元组合肌理设计时, 不仅可以通过组织结构来构建, 还可以利用色彩的差异性来组成肌理。这样能够使得肌理产生多方面的视觉效果。如图6所示, 通过色彩的变化改变了已有地板的死板单一的颜色的形式, 体现出了和谐的韵律美, 因此在设计地板时要注意色彩肌理的处理, 更要注意地板整体的色彩肌理设计, 使其达到和谐。

3 结语

随着社会的发展和科技的进步, 木塑复合地板在室内装饰中应用将越来越普遍。为此, 本文对木塑复合地板表面肌理在室内外装饰中的应用进行了基础的研究。分别从以下几个方面进行了论述, 首先, 简单论述了木塑复合地板及其肌理。其次, 论述了木塑地板的表面肌理的形式和各自的应用领域及其装饰特点。最后论述了木塑复合地板表面肌理的装饰作用。目的是增加人们对木塑复合地板表面肌理的认识和了解及在装饰中的应用探讨。同时, 为今后木塑复合地板表面肌理研究提供参考资料。通过木塑地板装饰性的研究得出:在木塑地板肌理设计的过程中应充分考虑木塑地板的仿木肌理、功能肌理、塑性肌理及单元组合肌理的设计应用。

摘要：对木塑复合地板的各种表面肌理及其装饰效果进行了分析, 从仿木肌理、功能肌理、塑性肌理、单元组合肌理及其各自的装饰性等方面进行了论述, 解决了木塑复合地板在表面装饰设计及应用过程中形式单一的问题。

关键词：木塑复合地板,表面肌理,装饰性

参考文献

[1]赵学峰, 白树林, 楚小瀛.木塑复合材料的发展回顾[J].材料报导, 2004, 18 (2) :52-55.

[2]孙国丹, 王玉婷.浅谈装饰艺术的肌理形态美[J].内肛科技, 2006 (5) :137.

[3]胡强.浅谈肌理与艺术表现[J].神州, 2012 (26) :206.

[4]郑琳琳.浅谈产品的肌理美[J].引进与咨询, 2001 (4) :72-73.

[5]王艳.浅析面料肌理再造设计中的工艺之美[J].中国商界 (上半月) , 2010 (10) :354.

木塑复合材料常识汇总 篇2

聚合物基木塑复合材料(wood plastic composites，简称WPC)是指以经过预处理的植物纤维或粉末（如木、竹、花生壳、椰子壳、亚麻、秸秆等）为主要组分(含量通常达到60%以上)，与高分子树脂基体复合而成的一种新型材料。该材料具有植物纤维和高分子材料两者的诸多优点，能替代木材，可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾。其应用范围非常广泛，主要应用在建材、汽车工业、货物的包装运输、仓贮业、装饰材料及日常生活用具等方面。由于植物纤维的可再生性、可被环境消纳性，所以WPC是一种极具发展前途的绿色环保材料，其生产技术也被认为是一项有生命力的创新技术。

WPC用途广泛，价格便宜，但是要生产出各方面性能优异的产品却不太容易。主要原因是：(1)因含有大量的亲水性基团——羟基，植物纤维具有很强的极性，而常见树脂基体通常为非极性、不亲水的，故植物纤维和树脂基体间的相容性很差，界面粘结强度低，影响了WPC的机械性能；(2)由于羟基间可形成氢键，植物纤维之间有很强的相互作用，使得其在树脂基体中的分散极差，要达到均匀分散较为困难；(3)成型加工时植物填料易降解变色，同时高分子材料也会热降解，不适合的配混和加工工艺会导致WPC的性能下降。所以生产WPC制品的关键技术是在保证植物纤维高填充量的前提下，如何确保WPC的高加工流动性，树脂与木粉之间的良好相容性，以达到最佳力学性能，最终用较低的生产成本生产出具有较高使用性能的WPC制品。因此聚合物基WPC的生产需解决以下三个方面的问题:(1)原料的处理——以提高高分子材料与植物纤维之间的界面相容性为主要目的；(2)配方设计；

(3)制品的成型设备及成型工艺——如何通过成型机械、成型模具的设计和设定合适的工艺条件（成型温度和压力），以保持稳定加料、进行有效脱挥、提高木粉在体系中共混分散、保证产品的性能为主要目的。下面将会就这些问题进行具体阐述。

改善高分子材料与植物纤维相容性的途径非极性或弱极性的高分子材料与强极性的植物纤维相容性差，因而未经预处理或未加任何添加剂的WPC性能极差。因而，要改善WPC的性能，必须对两组分进行相应的改性，以使得两者相容。对于聚合物基WPC，改善相容性主要有下列三种途径

对木质部分进行处理

木质的处理主要分化学和物理两大类方法：

化学方法：

(1)表面接枝法：接枝是一种有效的改性方法，可以在复合前或复合的同时对植物纤维进行接枝。如可以用马来酸酐、异氰酸盐等接枝植物纤维。

(2)界面偶合法：用偶联剂与植物纤维形成共价键来改变界面粘合性。如采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等[4]处理纤维，改善纤维与树脂的相容性。偶联剂的最佳用量与偶联剂在木粉颗粒表面的覆盖程度有关。如果偶联剂用量太少，会因为填料表面的包敷不完全，难以形成良好的偶联分子层，起不到理想的偶联和增容作用。用量太多，则偶联剂过剩，在木粉表面会覆盖过多的偶联剂分子，形成多分子层，易造成填料与树脂之间界面结构的不均匀性，且偶联剂中未反应的其他基团也会产生不良作用，从而降低复合材料的力学性能。

（3）乙酰化处理法: 植物纤维表面的羟基经乙酸酐或烯酮处理后，木材上的极性羟基基团被非极性的乙酰基取代而生成酯。在工业上通常使用乙酸酐、冰乙酸、硫酸的混合液进行乙酰化处理。

（4）低温等离子处理法：低温等离子处理主要引起化学修饰、聚合、自由基产生以及植物纤维的结晶度等物理变化。物理方法：

(1)物理加工法。通过拉伸、压延和热处理等方法对木纤维或木粉等进行预处理，这种方法不改变其表面的化学组成，但是可改变纤维的结构与表面性能。

(2)碱处理法。NaOH等能溶解木质中部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质，不改变主体纤维素的化学结构，而使微纤旋转角减小，分子取向提高，从而提高微纤的断裂强度等。其处理效果主要取决于碱金属溶液的类型及溶液的浓度。

(3)酸处理法。用低浓度的酸液处理木质部分，主要除去影响材料性能的果胶等杂质。(4)有机溶剂处理法。主要用来洗脱木质中的蜡质，从而提高木质部分和聚合物基体间的粘结性。

(5)原纤的表面放电处理。主要采用溅射放电、电晕放电等，这种处理主要引起物理方面的变化，可使植物纤维表面变得粗糙等以增强界面间的粘结性能。2.1.2 对树脂部分的处理通过在基体树脂上引入极性基团改变其极性，常用的方法是用马来酸酐接枝处理聚合物。如用马来酸酐对线型低密度聚乙烯(LLDPE)作改性处理，在自由基存在的条件下用马来酸酐对线型低密度聚乙烯进行接枝反应，将MA上的极性基团引入到非极性的聚乙烯分子上，形成LLDPE-MA共聚物。LLDPE改性后，大分子上的羧基极性基团与木纤维分子中的羟基，由于极性相近，分子间的作用力增强，使得两者间的相容性增强，从而提高了WPC的整体性能。

3、添加相容剂

目前这是改善相容性采用最多的一条途径。添加的相容剂一般是一端含有极性基团，另一端含有非极性基团的化合物。根据相似相容的原则：含有极性基团的一端和木质部分相容，而含有非极性基团的一端则和树脂部分相容，可起到一个桥梁的作用而将两者结合在一起。一般相容性的改善是通过降低两相间的界面能，促进木纤维在树脂相中的分散，降低木纤维之间的凝聚力，提高聚合物基体的容纳能力而实现的，另外还通过增加高分子链与纤维间的机械缠绕而提高界面的粘结力，得到优良性能的制品。这类物质主要有乙烯－丙烯酸酯共聚物(EAA)、马来酸酐改性聚丙烯(MAPP)、酚醛树脂等。

材料配方的确定聚合物的选择

用于WPC加工中的树脂可以是热固性和热塑性的。热固性树脂如环氧树脂，酚醛树脂。热塑性树脂如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氯乙烯(PVC)。但是，由于木纤维热稳定性较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性树脂才被作为WPC的基体树脂而广泛使用，尤其是聚乙烯。树脂的选择主要依据有：树脂的固有特性、产品需要、原料易得性、成本及对其熟知的程度。如：聚丙烯主要用于汽车制品和生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。此外，树脂的熔体流动速率(MFR)对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFR较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。据统计，目前市场上仍以PE木塑复合材料为主，大约占65％，PVC木塑复合材料占16％左右，PP木塑复合材料占14％左右。m 2 添加剂的选择

由于植物纤维极性很强，具有较强的吸水性，而热塑性树脂多数为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小。常需使用适当的添加剂来改变树脂和植物纤维的表面性质，以提高植物纤维与树脂之间的界面亲和力。而且，高填充量植物纤维在熔融的热塑性树脂中分散效果差，常以聚集状态存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，需加入润滑剂来改善流动性以利于成型加工。同时，树脂基体还需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能。3.2.1 界面改性剂 g 界面改性剂能使树脂与植物纤维表面之间产生强的界面结合，同时能降低植物纤维的吸水性，提高植物纤维与树脂的相容性及分散性，所以能明显提高复合材料的力学性能。常用的界面改性剂主要有：异氰酸盐、铝酸酯、钛酸酯、硅烷偶联剂（如γ一氨丙基三甲氧基硅烷）、乙烯－丙烯酸酯共聚物(EAA)、酚醛树脂、马来酸酐接枝聚丙烯蜡(Licomont AR504)。一般界面改性剂的添加量为植物纤维量的1～8 wt％。需注意的是马来酸盐类界面改性剂与硬脂酸盐润滑剂会发生相斥的反应，一起使用时会导致产品质量和产量的降低。

润滑剂

WPC常常需要加入润滑剂来降低熔体与加工机械之间以及熔体内部的摩擦与粘附，改善流动性，促进加工成型，提高制品的表面质量。润滑剂分为外润滑剂和内润滑剂。外润滑剂附着在熔体或加工机械、模具的表面，形成润滑界面，降低熔体与加工机械之间的摩擦力。内润滑剂的选择与所用的基体树脂有关，它必须与树脂在高温下具有很好的相容性，削弱分子链之间的相互作用力，促进分子链运动，降低树脂内分子间的内聚能。润滑剂对模具、料筒、螺杆的使用寿命，挤出机的生产能力，生产过程中的能耗，制品表面的光洁度及型材的低温冲击性能都会产生一定的影响。通常一种润滑剂往往兼备内、外两种润滑性能。常用的润滑剂有：硬脂酸锌、乙撑双脂肪酸酰胺、聚酯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡等。

增塑剂

当植物纤维与一些玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂进行复合时，往往加工困难，常常需要添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂可以使高分子制品的塑性增加，改进其柔性、延伸性和加工性。如在PVC木粉复合材料中，加入增塑剂可以降低加工温度，减少植物纤维分解和发烟；但增塑剂的加入对WPC的机械性能产生影响，一般随着增塑剂含量的增加，复合材料的拉伸强度下降而断裂伸长率增加。常见增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基团，在高温剪切作用下，它能进入聚合物分子链中，通过极性基团与聚合物上的极性基团互相吸引形成均匀稳定体系，而它非极性部分的插入则可减弱聚合物分子的相互吸引，增加高分子链段的活动空间，从而使加工容易进行。常用的增塑剂有：邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)等。

紫外线稳定剂

在室外使用的高分子材料，由光引起的光降解作用是不容忽视的。随着人们对WPC质量和耐用性要求的提高，紫外线稳定剂的应用得到迅速发展。它能大大减缓复合材料中聚合物降解和力学性能的下降。常用的有受阻胺类光稳定剂和紫外线吸收剂。3.2.5 着色剂

在WPC使用过程中，植物纤维中的可溶性物质易迁移到产品表面，使产品脱色，并最终变成灰色。有时在一定使用环境下，还会产生黑斑或锈斑。着色剂可以赋予制品色泽，起美观、易于辩识和提高耐侯性等作用。所以，着色剂在WPC生产中也有着较为广泛的应用。它能使制品有均匀稳定的颜色，且脱色慢。美国Ferro公司已经工业化生产了多种着色剂，并不断对其进行着改进。

抗氧剂 x 高分子材料暴露在空气中，在氧的作用下会发生氧化反应，这类反应通常发生在室温到成型加工温度之间，按典型的链式自由基机理进行，具有自动催化特征，故常称为自动氧化反应。因此，在WPC中也经常加入抗氧剂来抑制或缓解自动氧化速度，延长使用寿命。常用的抗氧剂有醛胺类和酮胺类等。

防菌剂 为了使复合材料能保持良好的外观和完美的性能，免受微生物对植物纤维的不利影响常常需要加入防菌剂。防菌剂的选择要考虑植物纤维的种类、添加量、复合材料使用环境中的菌类、产品的含水量等多种因素。如硼酸锌可以防腐但不能防藻类。

WPC的成型设备 主要挤出成型设备

目前可用于WPC挤出成型的设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。单螺杆挤出机

常规的单螺杆挤出机不适合于WPC的成型加工，这是因为单螺杆挤出机的物料输送和塑化能力较弱。单螺杆挤出机的输送作用主要是靠摩擦，由于木粉结构蓬松，不易喂料，而且木粉的填充使聚合物熔体粘度增大，增加了挤出难度，造成物料在料筒中停留时间较长，同时其排气效果不佳，不能对含水率较高的植物纤维进行加工。所以，常规的单螺杆挤出机在木塑复合材料挤出中受到较大的限制。可用于WPC的成型加工单螺杆挤出机必须采用特殊设计的螺杆，螺杆应具有较强的物料输送和混炼塑化能力，而且在挤出之前常常对物料进行混炼制粒。双螺杆挤出机

目前WPC的主要加工设备为双螺杆挤出机，这是因为双螺杆挤出机依靠正位移原理输送物料，没有压力回流，加料容易；排气效果好，能够充分地排除木粉中的可挥发成分；螺杆互相啮合，强烈的剪切作用使物料的混合、塑化效果更好。木粉用量相对较低时，物料在双螺杆中停留时间短，不会出现木粉烧焦。因此，由于双螺杆挤出机良好的加料、混合效果，可使用粉料生产WPC。双螺杆挤出机可分为同向平行双螺杆挤出机和异向锥型双螺杆挤出机。

同向平行双螺杆挤出机

同向平行双螺杆挤出机往往是由双阶挤出机组成，将木粉干燥和树脂熔融分开进行。可以直接加工木粉或植物纤维，在完成木粉干燥后，再与熔融的树脂混合连续挤出，这种双阶挤出机称之为“木材用挤出机”。尽管这种双阶挤出机可以进行木粉的干燥，但对原料木粉的含水量有一定要求，一般为4%～8%(质量分数)。另一种类似的形式是木粉加入挤出机主料口，挤出机前段为脱水、脱挥装置，然后通过侧加料器加入塑料树脂、添加剂，因此挤出机螺杆相对长，螺杆长径比(L／D)可达44～48，其中2／3用于除水和脱挥。塑木材料加工业称同向平行双螺杆挤出机为高速、高能耗“配混”型设备，一般为组合式螺杆，可调节螺杆长径比和构型(捏合块角度及其块数、不同捏合块组合方法)，灵活设置脱气口。美国Davis—Standard、Krupp W＆P等著名塑料机械厂有生产这种同向双螺杆挤出机。2 异向锥型双螺杆挤出机

与高速、高能耗“配混”型的同向平行双螺杆挤出机相比，异向锥型双螺杆挤出机被称之为低速、低能耗“型材”型设备，非组合式螺杆。与一般锥型双螺杆挤出机比，为适应木粉、植物纤维比重小、填充量大的要求，用于WPC生产的异向锥型双螺杆挤出机的螺杆的加料区体积应比常规型号的大和长，对木纤维切断少，树脂少时仍能使木纤维均匀分散和物料完全熔融，能适应的加工范围宽。若木粉、植物纤维加入量大，熔融树脂刚性大，要求耐高背压齿轮箱，螺杆推动力强，采用压缩和熔融快、计量段短的螺杆，确保木纤维停留时间短，防止其断裂和性能劣化。生产这种设备的主要为Cincinatti Milacron公司，包括在美国的Extrusion Tek Milacron公司，在德国的SMC公司Cincinatti分公司。

塑木复合材料的配混和加工

世界塑木制品生产和应用的最大国家是美国，其最大制品是铺板，生产工艺为挤出成型，可以先配混成中间塑木粒料，然后再经挤出机加工成制品，也可越过造粒阶段，配混（包括脱挥）、挤出型材（板材）在一个设备或一组设备内连续完成。

塑木材料（包括制品）的制备过程对其性能影响很大，研究表明：不合适的加工会引起不良的纤维分散和浸润，而过分的配混则会使纤维严重破损，两者都会降低塑木材料的力学性能。另外，要防止过分剪切或高温产生糊料、烧焦等问题，一步法连续工艺若脱挥（主要脱水）不佳将影响工艺的连续性，并使产品因有气泡而性能大幅降低。目前，主要的加工设备为双螺杆挤出机，可分为同向平行双螺杆挤出机和导向锥型双螺杆挤出机。

同向平行双螺杆挤出机

塑木材料加工业称同向平行双螺杆挤出机为高速、高能耗“配混”型设备，一般为组合式螺杆，可调节螺杆长径比和构型（捏合块角度及其块数、不同捏合块组合方法），灵活设置脱气口，可以直接加工木粉或植物纤维，完成木粉干燥后与熔融的树脂混合再连续挤出，即木粉干燥和树脂熔融分开进行，因此往往是由双阶挤出机组成。但一般要求废木屑含水量为4％～7％。这种工艺要求有大量符合水含量要求的木粉，并在严格条件下运输和贮存，这种双阶挤出机称之为“木材用挤出机”。与此相类似的方法还有用含水6％～8％木粉加入挤出机主料口，挤出机前段作为脱水、脱挥装置，然后通过侧加料器加入塑料树脂、添加剂，因此挤出机相对长，长径比（L/D）可达44～48，其中2/3用于除水和脱挥。

美国Andex公司在塑术复合材料建筑和结构加工设备方面居领先地位，已经进行了近10年的工作，已在美国、加拿大、日本获得了8个专利许可证，并与18家以上欧洲的潜在用户洽谈技术转让许可事宜。意大利ICMA公司有其挤出三层板的专利技术，美国Davis－Standard、KruppW＆P等公司也生产塑木加工用同向双螺杆挤出机。

异向锥型双螺杆挤出机

与“配混”型设备比，异向锥型双螺杆机被称之为低速、低能耗“型材”型设备，非组合式螺杆。与一般锥型双螺杆机比，为适应热敏树脂加工需要，要求螺杆设计适应较宽的加工范围，对木纤维的切断作用少，树脂少时仍能均匀分散并与物料完全熔融。由于木粉、植物纤维比重小、填充量大，加料区体积比常规型号要大、要长。若木粉、植物纤维加入量大，熔融树脂刚性大，还要求耐高背压齿轮箱，采用压缩和熔融快、计量段短的螺杆，以确保木纤维停留时间短，防止其断裂和劣化。

这种设备的主要生产厂商为Cincinatti Milacron公司，包括在美国的Extrusion Tek Milacron公司，在德国的SMC公司Cincinatti分公司。据称，前者在塑术复合材料挤出机设计和工程化方面很有经验，实际投放使用的设备已超过100台，拥有世界最大的机型，加工能力为770千克/小时；后者已公开展示其塑术复合材料用锥型双螺杆挤出机“Titan”系列产品。

另外，意大利Bausano公司和ICMA San Giorgio公司在20世纪70年代便开始从事木粉填充塑料配混料加工设备工作，并用异向锥型双螺杆机生产50％木粉和50％PP的热成型板材。

除此之外，德国SMS塑料技术分公司Battenfeld公司曾在德国的K2001展览会上，展出了塑木材料加工用新的设备组合方法：组合两台行星滚轮式挤出机（或其中一台为双螺杆挤出机），即从一台行星滚轮式挤出机出料到下一台行星滚轮式挤出机（或双螺杆机），利用行星滚轮式挤出机有效地控制冷却作用。

塑木板材商机无限

随着全球经济发展，人们普遍对生存环境提出了更高要求。废旧塑料垃圾由于各种塑料制品产量和用量的不断增加而遍布全球，对环境造成极大污染。目前世界各国对包括白色污染进行全方位治理，并已取得一定成效。其中，用木粉或植物纤维来填充的塑料再生料或新料，经专用机器挤出、压制或注塑成型后用来替代某些木材制品的木塑制品尤为实用。该成果是近年来国外发展较快且经济效益显著的实用新技术。其中用聚乙烯、聚丙烯树脂和木粉共混生产的塑木板材，因可在多种场合替代木材使用，其发展速度尤为迅速。塑木板材制品的加工制造与传统的木材加工和塑料加工相比具有显著的技术特点。使用木粉或植物纤维高份额填充聚乙烯和聚丙烯树脂，同时添加部分增粘及改性剂，经挤出、压制或挤压成型为板材，可替代相应的天然木制品，除具有木材制品的特点外，还具有强度高、防腐、防虫、防湿、使用寿命长、可重复使用、阻燃等优点。一般情况下，塑木板材生产工艺流程是将选型后的木粉经过干燥等处理后，按照不同用途的配方要求进行混合、粉碎，按照型材要求由塑料加工挤出机加工成型，并进一步加工成产品。

目前生产塑木板材主要有以下3种工艺路线：

一是挤出成型工艺。由单或双螺杆挤出机挤出成型，可连续挤出任意长度的板材。该工艺又可分为单机挤出和双机复合挤出板材，复合挤出的目的是在塑木板材的外表共挤出一层纯塑料表层，成为可在特殊场合使用的塑木板材。

二是热压成型工艺。该工艺可成型一定规格的不连续板材，加工工艺类似于密度板成型工艺。

三是挤压成型工艺，即挤出机和压机联用的一种边挤出边压制的工艺。该工艺成型的板材长度要长于热压成型的板材长度，其制品综合性能要好于挤出工艺的板材制品。

上述不同工艺得到的塑木板材都具备良好的耐水性、阻燃性和可回收性，综合力学性能和制品相对密度以压制工艺为最好。从板材规格看，挤出工艺和热压成型工艺可得到任意尺寸，而挤压成型一般不超过3米长度。挤出成型的板材一般用于装饰板材，热压成型和挤压成型则主要用于装饰板材和受力板材。

近年来国内外塑木板材制品的技术开发和应用发展迅速。木粉填充改性塑料国外早已开始研究，但高份额的木粉填充则是近几年才有较大发展。在日本，有名的“爱因木”就是该类产品（采用挤出工艺）；加拿大的协德公司也已开发出类似的塑木制品（采用挤出或热压工艺）；奥地利辛辛那提公司及PPT模具公司开发出各种塑木板材制品（采用挤出工艺）；韩国的大山株式会社（利用挤压联用工艺）开发出了塑木板材制品；美国一些公司也正积极开发和推广这类产品。

此方面的研究现已在国内开展起来，唐山塑料研究所、国防科技大学、广东工业大学等在早些时候在低份额木粉改性填充树脂体系中进行过一些研究。北京化工大学和北汽福田公司也在进行塑木产品专用设备的开发。此外，无锡、杭州及安徽等地也有企业和个人进行这方面的研究。中国石化北京化工研究院在1998年就着手进行木粉填充塑料挤出成型的工艺研究，在配方、专用设备、制品模具设计等方面已取得较大突破，并已具有工业化技术成果。此外，中国林科院木材所在压制工艺的塑木板材制品开发方面，目前也取得可喜进展。塑木板材产品具有广阔的应用前景和市场前景，其应用场合非常广泛。根据材料性能的应用范围和国内外的有关报道，目前已经开发的用途及使用场合如下：公园、球场、街道等场合，特别适合露天桌椅；建筑材料、吊板、屋顶、高速公路噪音隔板等；市政交通方面标记牌、广告板，格栅板，汽车装饰板材等；包装材料、搬运垫板、托盘和底盘；家庭围墙、花箱、篱笆、走道、地板、防潮隔板；各种体育馆装饰板材、地板等。

各种木质纤维可由木材下脚料、麦秆、稻壳等加工而来，特别是废旧木粉、锯末等的利用无疑是对社会环境的有效保护。不仅有利于人类生活环境，更是对有限资源的合理利用。当前，我国政府已意识到环保的重要性，专门颁布法规来治理污染，保护森林资源。北京2008年奥运会的主题之一就是绿色奥运。塑木板材可以在许多场合替代天然木材和其他化学建材，因此可以节约大量木材资源，是一种完全符合奥运主题的绿色产品。不仅如此，其经济上也可行。以年产5000吨塑木板材为例进行简单分析，较为成熟的方案是引进国外主要设备，投资2000万元人民币引进3条挤出生产线即可达到年产5000吨的能力。该塑木板材的成本大约为2300～3000元/吨范围，市场售价一般可在5000元/吨以上（一般塑料板材如聚氯乙烯装饰板材市场售价为12000～15000元/吨）通过计算可知，塑木板材项目只要达到生产能力的50％，企业就可以保本，风险较小；其财务内部收益率41.9％，远高于行业基准收益率10％；投资回收期约5年，低于10.3年的行业基准投资回收期。因此，投资塑木加工生产，投资风险小，回报高，是一个市场前景好的项目。

据了解，目前已有国外公司准备向中国推广生产木塑制品设备，而且借着中国建设奥运场馆的商机，这些公司雄心勃勃想要抢占中国市场，所以国内石化企业应当抢先开发可以专用于这些设备的木塑制品的粉料聚烯烃树脂，以利于提高国有企业产品的附加值和竞争力。

为举办奥运会，北京将投入2800亿元，其中有1800亿元用于基础设施建设，713亿元用于环境保护及治理污染，170亿元用于场馆建设，113亿元用于运营费用。奥运的主题之一就是绿色奥运，相信在奥运场馆建设初期进行塑木板材的投资将会及时生产出大量符合奥运主题的环保材料，也必将得到经济上的回报。北京奥运这么大的投入，对所有环保材料都有一个推动作用，特别是有科技含量又是绿色材料的塑木制品。

资源综合利用技术，将是21世纪各个国家重点发展的技术之一。塑木制品材料是新世纪的新型环保材料，它对保护环境和森林资源的合理利用将起到非常积极的促进作用。尽早进行塑木板材的开发一定会给有眼光的企业带来较好的回报，特别是我国树脂生产企业更应积极行动起来，在国外同类公司进入中国市场前主动进行该项目的开发和研究推广工作。微细发泡塑料的研究和应用正在兴起

传统的发泡技术通常是采用化学发泡剂。这种方法通常带来环境污染问题，另外泡穴较大且不均匀，降低了塑料件的性能。现在一些发达国家比如美国、加拿大、德国和日本等开始研究开发微细发泡塑料(Microcellular Foam Plastics)。此种发泡技术采用二氧化碳等气体在很高的压力下注入并溶于塑料熔体。当含气体的塑料熔体在充模过程中或充模后迅速降低压力，溶入的气体将与塑料熔体分离并形成微细的气体孔穴均匀分布在塑料熔体中。当冷却定型后，微细发泡的塑料件就完成了。这种发泡技术避免了传统发泡带来的环境污染问题，而且由于微细孔穴均匀分布，塑料件的性能没有受到大的影响，而且这种塑料件提高了其他一些性能例如韧性等。这种塑料件的表面质量也较传统发泡塑料件有了很大的提高。

为什么要用木塑复合材料

尽管木塑复合材料比纯木要贵一些，但是随着生产厂商找到更为高效的加工方法，其相对的高成本正逐渐降低。在复合材料中使用回收塑料还可以进一步降低成本。即使面对目前的成本结构，许多消费者依然愿意因为这些复合材料的优点而接受相对较高的价位。★

1、对环境友好：

使用再生材料（木粉与塑料）

不需要作防腐处理

★

2、不需要日常维护，使用寿命比木材长 不吸湿、潮，不腐烂，防虫

不破裂、开裂、不变形

对冷、热环境不敏感

★

3、聚烯烃类木塑复合材料机械性能好，可广泛 作承载结构材料使用；

★

4、聚烯烃类木塑材料95%的原料为再生材料，所以成本较低，同时产品可100%再回收利用； ★

5、PVC类木塑复合材料通过微发泡提高冲击强度、降低比重，真正仿木。

木塑复合材料应用领域

Principia Partners咨询公司2003年的一项研究表明，北美和西欧市场上共有六亿公斤的木塑复合材料需求量，而北美占有总需求量的85％。地板、扶手、门窗等建筑材料占有北美木塑材料需求量的80％。在北美地区，其它的主要市场应用有地面铺设（木板路和平台）、车用部件（车用仪表板和备用轮胎罩）和工业和民用消费品（餐桌、公园长椅和垫板）。

在西欧同样的调查表明车用材料占到了木塑复合材料需求量的一半以上，而建筑用材料占有30％的市场。木塑复合材料在北美和西欧预计到2010年的年增长量分别为14％和18％。

木塑复合材料在亚洲同样受到欢迎，尤其是在日本，木塑材料在平台、地板、墙壁和室内家具等方面的应用越来越普及。

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 Q 园林景观类：凉亭、座椅、栅栏、铺板等市政产品 q 车辆船舶类：汽车等内装材、风扇罩、仪表架等部件、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、教学用品、枪托、球拍、滑雪板、高尔夫球棒、舞台用品以及各种模型等

木塑复合材料用原材料

在木塑复合材料中用作基材的塑料一般有聚乙烯（特别是高密度聚乙烯HDPE）、聚氯乙烯和聚丙烯，有时候也用到聚苯乙烯和ABS塑料。根据成本、原料来源和性价比的要求，回收塑料和新塑料都会在复合材料制备中用到。塑料的使用方法因地区而异，例如，PVC在北美的使用就比在西欧要多。

聚乙烯复合材料被广泛用于室外家具，而聚丙烯则被用于汽车制造和日用消费品，PVC常用来制作窗户边框。表1总结木塑复合材料的各种应用及相应所用的塑料。应用 使用树脂

复式平台 LDPE, HDPE 仿木质鹅卵石 PVC

门窗 PVC, PS, LDPE, HDPE @ 垫板 HDPE & 花瓶花盆 PP F: 浴缸侧壁 PP 工具把手 PP y 车用内部件 PP x 表 1: 木塑复合材料目前的一些应用

(信息来源: Massachusetts大学技术报告19“Massachusetts可回收木塑复合材料生产扩大潜力调查，2000年４月)原木颗粒，如木粉，常用于木塑复合材料的填料，木纤维也经常用到。木地板的等级一般是根据颗粒粒径（从20目－粗到400目－特细）来划分的。枫木、橡木和松木是比较好的原料。木纤维一般占到复合材料重量的50％，也可以增加的70％之多。

木塑复合材料性能

塑料中加入木质填料后会使其变得更硬，但经常也是变得更脆。木塑复合材料与同等尺寸的纯木材料相比，强度、刚度和抗蠕变能力都要差一些。但是，木塑复合材料吸水相对较少，从而具有较强的耐腐蚀衰老性能。加入合适的紫外吸收剂后，木塑复合材料也可以抵抗日光对材料的破坏。表3展示了填料用量变化对木塑复合材料物理性能的影响。

性能 单位 ASTM标准 未填充树脂 20%木填料 40%木填料 60%木填料 熔体流动指数 g/10 min D1238 20 2.6 2.3 1.5

屈服拉伸强度 psi(MPa)D638 3850(26.5)2480(17.1)2580(17.8)2250(15.5)断裂拉伸强度 psi(MPa)D638 n/a 2170(14.9)2320(16.0)2180(15.1)拉伸模量 psi(GPa)D638 n/a 245,000(1.7)390,000(2.7)642,000(4.4)伸长率 % D638 19 15 4.9 1.3

抗弯模量 psi(GPa)D790 189,000(1.3)210,000(1.4)352,000(2.4)589,000(4.1)抗弯强度 psi(MPa)D790 n/a 4420(30.5)5090(35.1)4310(29.7)Izod缺口冲击强度 ft-lb/in(J/m)D256 0.56(29.9)0.5(27.7)0.4(20.9)0.3(16.1)热畸变温度(@264 psi)F(C)D648 n/a 113(45)127(53)143(62)

使用木纤维比使用木粉一般能够得到更好机械性能的木塑复合材料，如具有更高的强度、伸长率和无缺口冲击强度。但是木纤维难以测量和喂料限制了其在生产中的应用。

木塑复合材料比纯木材料更重且成本更高，但是对木塑复合材料在加工过程中进行发泡处理即可减轻材料重量并降低成本。但是发泡处理同时也降低了型材的刚度和强度。

木塑型材可以利用一般木工技术来进行操作处理，例如，可以用圆锯进行切割，用钉子或螺丝钉固定。

木塑复合材料的配方中可以加入色素以获得各种颜色，加工后得到型材就不需要在油漆了。当然，木塑复合材料也会像一般木材一样可以油漆或褪色。

在木塑复合材料中加入偶联剂可以改善木质填料和塑料基体的相容性，从而有助于改善材料的强度和表观状况。偶联剂的有效之处就在于它可以将木质填料极性表面和如聚烯烃这样的非极性材料联结起来。常用偶联剂含有接枝在聚烯烃（如HDPE、PP）上的马来酸酐。

木塑复合材料的加工

聚合物中可以加入一些人工沸石，这种铝硅酸盐分子捕捉粉体可以吸收材料中的异味。通过粉体中大量的结晶空洞，吸附剂可以捕捉产生异味的有机小分子。分子捕捉吸附剂已经成功应用于聚烯烃挤出管材、注射和挤出吹塑的器皿、隔绝包装材料，挤出外包装和密封材料。分子吸附粉体还可以作为除湿剂加入塑料中以除去其中的水气。

当型材不要求具有连续片形结构或者是部件具有复杂的结构设计，木塑型材可以是通过注射成型或者是模压成型。加工者有时要面对木塑材料在加工过程中如何完全充模的问题，为了解决这个问题，他们需要减少木质填料的用量以增加熔体的流动性。

由于200℃是木塑复合材料加工操作温度的上限，一些熔点超过200℃的树脂，如PET，就不能用于木塑复合材料。水气会劣化复合材料的性能而且还有助于孳生微生物，因此在使用木填料之前一定要先除去水气。加工成型之前木填料的要进行干燥处理，一般要求处理后的水气含量要低于1～2％。

现在的木塑复合材料加工机械要求配有喂料设备、干燥设备、挤出设备和成型设备，还有一些必要的下游设备如冷却水箱、牵引设备和切割设备等。

原材料的处理

需适当添加剂来改性聚合物和木粉的表面，以提高木粉与树脂之间的界面亲和力。高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，可加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其制品的使用性能。

加料过程

木粉结构蓬松，不易对挤出机螺杆喂料，特别是木粉中含有较多的水分时常会出现“架桥”和“抱杆”现象。加料的不稳定会导致挤出波动现象,造成挤出质量和产量降低。加料中断，物料在机筒内停留时间延长，导致物料烧焦变色，影响制品的内在质量和外观。采用强制加料装置以及合理输送方式，以保证挤出的稳定。

加工过程中的排气

木粉中所带有的小分子挥发物质和水分极易为制品带来缺陷，而前处理又无法完全清除它们。所以木塑复合材料挤出机排气系统的设计要比普通塑料挤出机给予更多重视，有必要话可以进行多阶排气。在很大程度上，排气效果越好，挤出制品质量也越好。

螺杆构型设计

木塑复合材料挤出过程中，螺杆的构型起着十分重要的作用。合理的螺杆结构能降低螺杆与木纤维的摩擦，产生适当的剪切和分散混合，使含有大量木粉的物料体系能很好的均匀塑化。

模具设计和冷却定型

除了保证流道设计的圆滑过渡与合理的流量分配，木塑复合材料由于对于建压能力与温度控制精度有更高的要求。要获得好的纤维取向和制品质量就要确保机头有足够的建压能力和长的定型段，甚至在压缩段和定型段采用双锥度结构。

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，多采用水冷定型。冷却流道合理设计保证高效冷却。

木塑发展中的问题

塑材料制造的关键技术是如何保证稻壳粉的高填充量，使稻壳粉填充量高达80%~90%以达到制品有较低的生产成本和较高的使用性能。作为在高填充量的前提下如何确保材料有高的流动性和渗透性从而能促使热塑熔胶能充分地粘接稻壳粉，达到共同复合的力学性能及其他方面的使用性能，主要需解决以下几个方面的问题：

（1）原材料（塑料、稻壳粉种类）的选择及如何提高塑料与稻壳粉之间界面结合力。因为对于两相复合界面往往成为应力集中区，因此提高复合材料力学性能的关键是提高界面的相容性。

（2）制品的成型设备及成型工艺――如何提高稻壳粉在体系中共混分散的能力及建立足够的成型压力。

（3）成型模具的设计与冷却定型技术――产品的质量与产量提高的关键因素。

木塑复合材料的研究与应用

世界贸易组织成立以来，一直对进出口包装商品实施严格的检疫制度（WTO／SPS协议）。1998年我国出口木质包装“天牛事件”的发生以及保护森林、退耕还林等环保政策的实施，更进一步加快了我国木塑复合材料的研制与应用。

发展木塑复合材料（WPC）是用木纤维（或植物纤维）填充、增强、改性的热塑性材料，兼有木材和塑料的诸多性能优点，经挤出（或压制）成型为型材、板材或其它制品，替代木材和塑料的应用。

木塑复合材料的研究已有八十多年的历史，但一直未能工业化，1985年才少量用于吸音制品。随着环境保护观念的加强，1990年美国、韩国和日本的工业部门为寻求锯木粉、废木屑等的应用，以及随之开始的资源应用，都推动和加速了木塑复合材料的研究和应用开发。把木粉填充配混料加工成复合材料是目前挤出行业最活跃的领域之一，新应用开发也层出不穷。不少国家投入人力、财力、物力加快开发和应用步伐，促进了木塑行业的快速发展。美国著名木塑生产厂商Farrel公司认为，开发木塑复合材料是环境问题受到重视和地球资源日益减少的结果。专家认为，开发木塑复合材料的动力来自于合理利用地球有限资源的要求，减少原始木材用量，保护森林，回收再利用旧木粉和塑料。就世界性而言，木纤维资源丰富、价廉、质轻、对设备磨损小、尺寸稳定性好、电绝缘性优、无毒无害、可反复加工。而热塑性废塑料主要为PE、PP、PS等聚烯烃和聚氯乙烯，包括新料、回收料以及二者的混合料。充足的原料来源为木塑行业发展提供了条件。

从1998年2月开始，美国首先对我国出口货物的木质包装材料实施新的检疫标准，要求采取薰蒸或高温消毒处理。随后加拿大和欧盟国家相继提出要求，否则将拒绝入境。目前我国托盘95％是木制的，而我国的木材资源储量小，满足不了市场的需求。资源的限制、市场的变化和环保的要求，决定了木塑复合制品将快速发展。

制造目前世界木塑复合材料的制造主要采用挤出成型生产工艺。即将木粉与熔融树脂混合后挤出成型。其主要生产设备为挤出成型机，目前常用的有两种：一种是高速、高能耗“配混”型同向平行双螺杆挤出机。一般为组合式螺杆，可调节螺杆长径比、捏合块角度及其块数、不同捏合块组合方式，灵活设置脱气口，可以直接加工木粉（或植物纤维），完成木粉干燥后与熔融的树脂混合再连续挤出。即木粉干燥和树脂熔融分开进行，因此往往是由“双阶”挤出机组成。一般要求废木屑含水量为4％～7％。这种工艺要求有大量符合水含量要求的木粉，一般称为“木材挤出机”。与此相类似的还有用含水6％～8％木粉加入挤出机主料口，挤出机前段作为脱水，然后通过侧加料器加入塑料树脂的挤出机，因此挤出机相对较长，长径比（LD）可高达46。美国Andex公司在这方面居领先地位，已在欧洲、美国、加拿大、日本获得了8个专利生产许可证。此外，意大利ICMA公司、美国DruppW＆P等公司生产同向双螺杆挤出机也很有名。

另一种设备是异向锥型双螺杆挤出机，一般称为低速、低能耗“型材”型设备，非组合式螺杆。它与一般锥型双螺杆机比，为适应热敏树脂加工需要，螺杆设计为适应较宽的加工范围，对木纤维的切断作用少，树脂少时仍能均匀分散。由于木粉比重小、填充量大，加料区体积比常规型号要大、要长。若木粉（植物纤维）加入量大，熔融树脂刚性大，还要求耐高背压齿轮箱，采用计量段短的螺杆，以确保木纤维停留时间短，防止其断裂和劣化。设备的主要生产厂商有美国ExtrusionTekMilacron公司，德国SMC公司Cincinatti分公司。据悉前者在木塑复合材料制造方面很有经验，享有世界“木塑大王”之誉。

性能 木纤维和植物纤维早期是作为提高塑料刚性的改性填充材料而应用的。木塑复合可充分利用资源，而且可以回收利用。而废弃材料能否回收利用，是二次绿色革命的重点，已成为工业界选材的重要考虑因素，因而木塑复合材料的前景十分看好。

木塑复合材料的主要特点如下：①社会经济性好，可持续发展，特别适于我国“保护森林”的国策；②耐用、寿命长，类似木质外观，比塑料硬度高；③具有优良的物性，比木材尺寸稳定性好，不会产生裂缝、翘曲、无木材节疤、斜纹，加入着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩绚丽的各种制品；5具有热塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工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；⑤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；⑥利于装潢、装饰，可涂漆美化，产品规格形状可根据用户要求调整，灵活性大；⑦不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小、不会吸湿变形；⑧能重复使用和回收再利用，可生物降解，保护环境；⑨利于环境保护，可用废弃木屑、农作物纤维和废弃塑料作材料；⑩资源丰富，费用低廉，低使用成本。目前木塑复合材料的缺点和不足是：韧性低于母体塑料，加工设备、下游装置均需作相应调整和改造。我们相信，经过世界各国科技人员的共同努力，不足之处将在短期内得到改善。应用

像铝塑复合材料一样，北美是目前世界木塑复合材料用量最大的地区。美国PricipiaPartners公司指出，2001年仅北美市场用量就达32万吨，预计2005年用量将比2001年翻一番，其中板材（包括平台、路板、站台、垫板）、包装用垫板和组合托盘用量就占总用量的60％以上。

此外，装饰材料如护墙板、天花板、装饰板、踏脚板、壁板、噪音隔板、海边地板、建筑模板、防潮板均可使用木塑复合板材。还可用于装饰边框、栅栏和庭院扶手以及家俱、坐舱隔板、办公室隔板、贮存箱、花箱、活动架、百叶窗等。

美国Strandex公司指出，由于木塑复合材料是环保型绿色材料，尽管目前欧洲用量不大，但因为加工厂担心欧共体会以法规的形式来有效地限用PVC，所以木塑窗框替代PVC窗框是巨大的市场和机会。因此专家认为，木塑制品替代PVC和其他塑料制品，会像以前塑料制品和铝塑复合材料一样快速增长，应用前景广阔。

去年我国塑料制品总产量已达到2000万吨，名列世界第二位，我国包装塑料产量已超过380万吨，占总产量的18％以上，包装废弃塑料数量庞大。此外，我国垃圾的产量进入高峰期，年产量达1.3亿吨，成为世界上垃圾最多的国家。木屑和农作物植物纤维需要寻找出路，也为我国木塑复合材料的发展创造了条件。因此木塑复合材料必将大有市场。

木塑复合材料加工中问题的解决方案!

色彩的一致性和持久性对于木塑复合材料，尤其是户外的木塑制品至关重要。因此，木塑制品生厂商非常关心配方和加工的工艺条件，这些对于最终制品的美观和耐老化是很关键的

由于木粉并不吸附普通的矿物基颜料，因此木粉的色彩完全取决于木粉被树脂湿润的好坏和木纤维在聚合物基体中分散的好坏。不充分的分散将导致没有着色的木粉的出现可见的白点。表面的木粉颗粒也将得不到树脂的保护，而容易潮湿和受到微生物的攻击，从而丧失力学性能。

着色剂要能够在WPC的基体聚合物中分散良好。因此，较差的混合意味着问题要么出现在操作工艺上，要么出现在辅助分散的助剂上,例如润滑剂和加工助剂。

解决上述问题首先要检查机筒的温度、熔体温度、螺杆转速。如果这些参数均在规范之内，那么需要检查配方和材料间的相互作用。1．检查机筒温度

WPC挤出通常用锥形双螺杆挤出机，有四个加热区。通常1区和2区的温度要高以帮助压缩、熔融和混合木粉。3区和4区用于控制熔体温度。如果1区和2区的温度过低，常常导致非常差的混合。

熔体温度过低将阻止聚合物和木粉的充分混合，而且使着色剂的分散困难。过高的熔体温度也将导致混合问题，因为此时的熔体黏度低。高温也有可能导致聚合物或者木粉的降解，将导致制品变黄。2.考虑润滑剂

干态粉状颜料常用于WPC型材的着色。但是，干态粉料通常是粉末状，容易团聚，并且不能精确喂料。液态着色剂价格昂贵。

因此，WPC的加工通常采用粉状颜料的母料进行。但是，载体树脂的流动速率和其间的润滑剂将可能对共混物的流变性能带来影响。

如果WPC的配方中含有一种偶联剂，那么在复合材料和色母料中的润滑剂必须没有硬脂酸盐。一些硬脂酸盐可以与偶联剂先行反应，从而减弱树脂和木粉之间的粘结效应。

木塑复合材料加工中问题的解决方案

色彩的一致性和持久性对于木塑复合材料，尤其是户外的木塑制品至关重要。因此，木塑制品生厂商非常关心配方和加工的工艺条件，这些对于最终制品的美观和耐老化是很关键的。

由于木粉并不吸附普通的矿物基颜料，因此木粉的色彩完全取决于木粉被树脂湿润的好坏和木纤维在聚合物基体中分散的好坏。不充分的分散将导致没有着色的木粉的出现可见的白点。表面的木粉颗粒也将得不到树脂的保护，而容易潮湿和受到微生物的攻击，从而丧失力学性能。

着色剂要能够在WPC的基体聚合物中分散良好。因此，较差的混合意味着问题要么出现在操作工艺上，要么出现在辅助分散的助剂上例如润滑剂和加工助剂。

解决上述问题首先要检查机筒的温度、熔体温度、螺杆转速。如果这些参数均在规范之内，那么需要检查配方和材料间的相互作用。1检查机筒温度

WPC挤出通常用锥形双螺杆挤出机，有四个加热区。通常1区和2区的温度要高以帮助压缩、熔融和混合木粉。3区和4区用于控制熔体温度。如果1区和2区的温度过低，常常导致非常差的混合。

熔体温度过低将阻止聚合物和木粉的充分混合，而且使着色剂的分散困难。过高的熔体温度也将导致混合问题，因为此时的熔体黏度低。高温也有可能导致聚合物或者木粉的降解，将导致制品变黄。2考虑润滑剂

干态粉状颜料常用于WPC型材的着色。但是，干态粉料通常是粉末状，容易团聚，并且不能精确喂料。液态着色剂价格昂贵。

因此，WPC的加工通常采用粉状颜料的母料进行。但是，载体树脂的流动速率和其间的润滑剂将可能对共混物的流变性能带来影响。阿阿

木塑复合材料生产技术 篇3

木塑复合材料与越来越稀少的实木相比:具有木材和塑料的复合功能,不吸水、不发霉、耐老化、耐酸碱、拒虫害、易着色、易加工、无毒、无味等特性;各项性能指标可与硬木相媲美,外观、手感与天然木材相似,可锯、可刨、可钻、握钉力强;可根据客户要求研制及生产个性化产品,如色彩等;可100%的回收再利用,是一种性能优良、经济环保的新材料;可以替代外运货物木质包装材料和铺垫材料;也可以用于门窗框、建筑模板、地板、家具、汽车配件及交通护栏等的生产。

市场分析

目前国内市场尚处于起步阶段,木塑制品在市场上还没有大面积推广。据不完全统计,木塑复合制品年产量已接近10万吨(50%用于地板、15%用于门窗、15%用于护栏、20%为其他产品),产值超过8亿元人民币。据预测,至“十一五”结束,我国的木塑年产销量有望突破50万吨,产值有可能超过50亿元人民币;到“十二五”期间,我国的木塑产量有望赶上美国。

本木塑复合材料生产技术以聚烯烃类塑料及木质纤维为原料,采用先进的一步法生产工艺,不造粒;加工工艺简单,易于操作;特殊的配方设计与生产工艺,良好的混炼效果、塑料与木粉分散均匀;机器下料速度快,产量大幅提高;加工助剂大量减少;产品表面光洁,物理机械性能优良;综合生产成本降低。生产过程无“三废”排放,材料可100%回收利用。

中国林业科学院新开发了先进的一步法生产工艺,相对于原有工艺不再需要造粒,故加工更简单,成本相对更低。同时开发了发泡工艺,降低板材密度使得应用范围更加广泛和高效。主要有木塑复合发泡室内用踢脚线、室外地板等。该生产技术属于投资小,效益好的精细化工类项目。

室外用木塑地板铺装技术 篇4

木塑材料的生产工艺日趋完善,其应用的速度远远超过对其研究的速度。但其施工规范方面的研究却相当匮乏,严重制约着木塑材料应用领域的拓宽和生产技术的进一步发展[4]。在实际使用中,木塑作为室外景观材料需经受不同的使用场合和使用环境的考验,施工的好坏直接影响到木塑材料的使用寿命。为保证这种新材料在工程上得到更多、更安全的应用,开展木塑景观施工技术的研究非常必要。本文通过实地考察木塑地板的施工过程,结合木塑复合材料研究,探讨了木塑地板的铺装技术。

1 木塑地板的分类与规格尺寸

1.1 分类

(1)按安装方式分:卡扣式(卡槽式)木塑地板(见图1、图2),平口式(无槽式)木塑地板(见图3)。

(2)按基材结构分:实芯木塑地板(见图1、图3),空腔木塑地板(见图2)。

(3)按使用场所分:重型木塑地板(用于人流量大的公共场所,见图1、图3),轻型木塑地板(用于人流量小的庭院等,见图2)。

1.2 规格尺寸

木塑地板的幅面尺寸通常为:长度600~6000 mm,宽度60~300 mm;厚度20~60 mm,经供需双方协商可以生产其它规格的木塑地板[5]。每块板材四周须倒角做圆弧处理,空腔木塑地板的空腔外形也须倒角处理,倒角为R1.5~R3 mm。

2 铺装前准备

2.1 贮存和搬运

木塑地板应在干燥、整洁、平坦、通风的水平面上平整堆放,宜贮存在室内,远离热源,防止污损。

2.2 通风引流和地面基层要求

木塑复合材料长期处于潮湿环境中会导致材料的质量增加、弯曲、扭曲以及腐烂等情况[3,6],降低材料的强度。木塑地板铺设的地面若凹凸不平,有水坑、积水等,会严重影响地板的使用寿命,因此,对地板底下进行合理的空气流通及排水设计非常必要。

木塑地板不能直接铺装到固体表面(如混凝土地面)上,也不能将其铺装在通风引流差的地方,应将木塑地板铺装在龙骨结构框架上。龙骨应铺装在坚实、有坡度的平坦地面上(如混凝土地面),建议设置坡度为1.5 mm/m,并根据地势状况设置排水沟,以便于排水引流。

2.3 施工工具

常用的木工工具同样适用于木塑地板的大部分施工。包括:圆锯机,用于切割木塑地板或龙骨;手提石材切割机,可移动切割铺装好的地板端部等,使其整齐;带直柄麻花钻的手电钻,用于预钻引导孔;带十字批头的手电钻(又称电动螺丝刀),用于打沉头孔及拧紧或拆卸螺钉,建议电钻功率大于450 W,有正反钻及变速功能;水平尺、线,水平仪(测量龙骨的平整度);锤子;木工角尺、卷尺;木工铅笔;墨斗或粉线等。

3 龙骨要求

3.1 龙骨分类[7]

3.1.1 木塑龙骨

(1)龙骨的高度需大于板材的高度,以保证空气流通及排水,其高度和宽度不得小于30 mm。

(2)一般木塑地板与木塑龙骨连接选用不锈钢螺钉或经防锈处理的常规螺钉。作用在木塑龙骨上的螺纹有效旋紧深度应大于20 mm,且在该旋紧区间内,木塑龙骨须为实芯。

3.1.2 钢龙骨

(1)所有钢材须作防锈处理。钢结构完成后,需整体涂防锈油漆2道;钢龙骨所选用钢管厚度一般应3 mm以上,以保证有2~3个左右的螺距可以完全旋入,保证其握钉力;一般将木塑地板与钢龙骨连接时选用自钻自攻螺钉或者螺栓螺帽。

(2)钢的牌号、化学成分、制造方法和力学性能应符合GB/T 8162—2008《结构用无缝钢管》的规定要求。

3.1.3 铝合金龙骨

(1)铝合金龙骨壁厚一般要求3 mm以上,以保证有2~3个的螺距可以完全旋入,保证其握钉力;一般将木塑地板与铝合金龙骨连接选用自钻自攻螺钉或者螺栓螺帽,也可以使用高强度的铆钉紧固。

(2)铝合金龙骨用挤压法加工,挤压型材所用的铸锭质量和型材的化学成分应符合GB/T 5237.1—2008《铝合金建筑型材第1部分:基材》的规定要求。

3.2 龙骨铺装

3.2.1 龙骨铺装方式

在混凝土地面上,可直接将龙骨横卧在地面上,或将龙骨用支撑块支撑,支撑块高度根据用户要求来确定。

(1)木塑龙骨直接铺在混凝土地面上(见图4),可用膨胀螺钉沿龙骨中心线将其紧固到混凝土中。龙骨应保持水平,如地面稍有不平可用切割好的楔形木塑小垫块将木塑龙骨垫平。木塑龙骨中心间距一般不大于35 cm,与墙面间的伸缩缝为5~15mm。龙骨端部对接接缝处需留10 mm左右的间距,以便于龙骨长度方向上的伸缩及排水。需注意龙骨排与排之间的端端接缝处应错开,避免在同一直线上。当基础平整度不高,或者需要抬高以调整标高时,龙骨在左右两侧采用角码(L形角钢)固定。

(2)当混凝土地面上不允许用膨胀螺钉时,如在屋顶花园施工,为防止屋顶漏水不能用膨胀螺钉直接将龙骨紧固在混凝土地面上,或用户要求龙骨垫高时,应用支撑块将龙骨撑高。

3.2.2 龙骨铺装注意事项

(1)根据用户要求确定地板铺装方向后,确定龙骨的铺设方向。根据龙骨的长度,合理布置固定龙骨的位置。龙骨铺装时应预留泄水沟槽,龙骨之间边距不得大于35 cm。

(2)尽量使地板和龙骨保持垂直,因为垂直时龙骨间距最大,可减少龙骨用量以免造成浪费。在特殊应用场合,如地板和龙骨成30°、60°、45°角时,需减小龙骨间距。若需要安装栏杆柱时,栏杆柱应直接紧固到龙骨上,请勿直接紧固到地板上。

(3)所有基层验收合格方可进入面层地板铺设施工。龙骨应保持水平,可用水平尺、线,水平仪测量龙骨的平整度;当户外大面积铺装时,可选用100 mm×100 mm×6000 mm铝合金作靠尺检测龙骨平整度;龙骨铺装时,平整度应不大于2 mm/2 m。

3.2.3 地板对接缝处的龙骨设置

2块地板端部对接缝位置下面的龙骨宽度需大于60 mm。当龙骨的宽度只有30 mm左右时,需在地板对接缝的下面增设1根龙骨。每块地板的端头均需用1个卡扣将地板紧固在龙骨上(见图5)。

4 地板的铺装

4.1 卡槽式地板的铺装

卡槽式木塑地板一般用卡扣配合螺钉进行铺装,每块板的两边都有凹槽,以便于插入卡扣(见图6)。推荐用金属卡扣,金属卡扣[图7(a)]比塑料卡扣[图7(b)]更牢固、耐久。以尺寸为140 mm×23 mm的木塑地板为例,介绍用金属卡扣铺装卡槽式木塑地板的方法。图8为地板铺装的剖面图,其采用膨胀螺丝将龙骨固定在混凝土地面上。

卡槽式木塑地板的铺装步骤如下:

(1)紧固第1块板:先在龙骨上放置起始金属卡扣,卡扣的中心孔应与每个龙骨的中心对齐,每个龙骨上需1个卡扣。穿过卡扣中心的孔洞,用Φ3.2 mm直柄麻花钻预钻引孔,钻孔时钻头与孔洞保持垂直,再垂直旋入螺钉,将卡扣紧固到龙骨上(见图9)。然后将第1块板用力推入起始卡扣(见图10)。注意使板平直且牢固。

(2)固定好第1块地板后,在第1块地板的另一侧卡槽处插入一个卡扣,穿过卡扣孔预钻引孔(见图11)。

(3)旋入螺钉。将Φ3.5 mm×35 mm不锈钢自攻螺钉垂直插入卡扣的中心,用带十字批头的手电钻将螺钉垂直旋入龙骨内,卡扣与地板的卡槽工作面需紧密结合将螺钉的作用力往下传递,使得木塑地板固定到龙骨上。

(4)紧固好卡扣后,用力将第2块板朝着卡扣压紧,使卡扣和地板凹槽紧密结合,正确铺装时,卡扣能提供合适的8mm左右的间距。测量铺装好的地板总宽度,检查它们是否平行。也可用无损坏锤头将地板敲紧(见图12)。

(5)紧固最后1块板。预钻孔,在最后1块地板的外边缘用Φ3.5 mm×35 mm不锈钢自攻螺钉紧固,螺钉以45°角紧固到端板内(见图13)。重复以上步骤,直到地板铺装完成。

4.2 平口实芯板铺装

平口实芯板直接用螺钉穿过地板表面将其紧固到龙骨上(见图14)。所有板的每个端部必须有2个螺钉,每个龙骨处2个螺钉。

与卡口板比较,平口木塑板铺装方法较为简单,预钻孔后直接用螺钉紧固即可,但其缺点是长时间后螺钉可能会跑出。木塑卡口板铺装时稍复杂,但它避免了平口板的缺点,更持久耐用,也更为美观。因此一般推荐选用卡口板铺装。

5 铺装注意事项

(1) 膨胀收缩和地板间距

木塑地板会随温度的变化发生膨胀和收缩,推荐在大致相同的温度下将板标记、切割并贮存。木塑地板铺装的间距需考虑铺装时的温度,木塑地板的长度,木塑地板的膨胀系数及当地昼夜温差等[3]。在不同时间段铺装的木塑地板其端部间距可能长短不一,因此,建议将1个单元的木塑地板全部铺好后于同一时间定长,即在同一时间用手提石材切割机切割地板端部,使地板端部之间保持相同的间距。

铺设木塑地板时需预留合适的间距,以利于膨胀收缩和通风排水。铺装时需注意2块地板侧面的间距一般为3~8mm;2块地板端面之间预留1.5~3.0 mm伸缩缝;地板端面与墙体之间留5 mm的伸缩缝。地板的对接缝处位置必须错开。

(2) 注意螺钉的质量和施工

所有螺钉应进行防锈处理,或使用不锈钢螺钉。除选用特殊螺钉外,使用螺钉固定木塑地板时应预先钻引导孔[8]。引导孔直径宜不大于螺钉直径的0.8倍;建议使用电动螺丝刀一次将螺钉旋入到位,严禁反复旋入旋出[4]。用螺钉直接固定木塑实芯平口地板时,螺钉中心位置应离木塑板边缘20 mm左右。

摘要：木塑地板的铺装施工直接影响其使用寿命,铺装不当易使地板变形、开裂。探讨了木塑地板的铺装技术,包括施工前的准备、木塑地板龙骨分类、龙骨安装方法等,着重介绍了木塑实芯地板,包括平口式地板和卡槽式地板的铺装技术。

关键词：木塑地板,铺装,龙骨,卡口板,平口板

参考文献

[1]Hirokazu Ito,Hidehiro Hattori,Shota Hirai,et al.Effect of spheri-cal silica on the molding and properties of cellulose/plasticcomposite with high cellulose content[J].Journal of Wood Chem-istry and Technology,2010,30:175-185.

[2]James S Fabiyi,Armando G Mc Donald.Effect of wood specieson property and weathering performance of wood plastic com-posites[J].Composites,Part A,2010,41:1434-1440.

[3]Klyosov A A.Wood-plastic composites[M].Hoboken,NJ:John Wiley&Sons,2007.

[4]郭勇.木塑复合材料螺钉连接性能的研究[D].南京:南京林业大学,2008.

[5]GB/T 24508—2009,木塑地板[S].

[6]Mehdi Tajvidi.Akio Takemura.Recycled natural fiber polypropy-lene composites:water absorption/desorption kinetics and dimen-sional stability[J].J.Polym.Environ,2010,18:500-509.

[7]王海莹.室外用木塑地板铺装施工规范体系的研究[D].南京:南京林业大学,2010.

木塑产品知识 篇5

木塑复合板材是一种主要由木材（木纤维素、植物纤维素）为基础材料与热塑性高分子材料（塑料）和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保材料，兼有木材和塑料的性能与特征，能替代木材和塑料的新型复合材料。

木塑板材主要成分是废弃的边角木粉、碎木和渣木，具有良好的钢度和韧性，能够钉、钻、磨、锯、刨、漆，而且不易变形，防龟裂，实属家具业、室内装饰业、包装业、车船内饰业以及未来木质房屋建筑业首选绿色环保板材，必将在板材市场掀起一轮新的革命。

户外木塑板材拥有和木材一样的加工特性，使用普通的工具即可锯切、钻孔、上钉，非常方便，可以像普通木材一样使用。同时具有木材的木质感和塑料的耐水防腐特性，使得它成为一种性能优良并十分耐用的室外防水防腐建材（木塑地板、木塑墙板、木塑栅栏、木塑椅凳、木塑园林景观工程等）。

塑木型材的优势特点

优势1

1、塑木型材的损耗最底。

塑木是型材，可以根据客户需要，生产出符合顾客需要的长度的材料。所有的木材的长度是规定死了的。

优势2

2、塑木是相同的情况下，可以以少胜多。

我来打一个比方，一般铺装户外地板，选用木材的情况下，需要45MM左右厚度的木材。而塑木，仅仅需要25MM厚度的材料，其强度超过45MM的防腐木。

换一句话说，就是使用木材假如是1立方米，那么塑木就只需要0.5个立方米左右。

木塑复合材料铺板的质量标准

据报道，美国材料实验协会（ASTM）开发了世界上第一个木塑复合材料铺板的质量标准。ASTM D7031，测试方法的概要，在2004年获得批准作为WPC制造商的指南。之后又公布了ASTM D7032，它设定了建筑规范所接受的WPC铺板和护栏的产品规格。目前ASTM正致力于制定更多的标准，扩展木材和天然纤维复合材料在更高级建筑领域的应用。据CTBA的研发经理Gilles Labat介绍，欧洲工作者也在解决老化和耐候问题，包括测试吸水性、重量损失、耐候性、老化性、颜色坚牢度、防霉菌、防藻类、防昆虫的需要。

木塑型材安装注意哪些

木塑安装相关问题：

1.安装时，是否需要留缝隙？

需要，考虑到排水，清扫以及轻微的热膨胀／收缩等因素，木塑型材安装时，边到边，头对头之间必须留有适当的间隙。木塑不会因为环境的潮湿和干燥而发生膨胀和收缩，但会根据温度的改变而有一定程度的膨胀和收缩，因此在边到边和头对头上都留有空隙，尤其是在冬天安装时要特别注意

2.安装时对木塑的跨距是否有要求？

有要求，木塑型材安装时托梁要求跨距不能太大。在特别的使用环境或超常的载荷条件下——比如热水浴场——安装时可能需要更短的间距。设计时可由供应商提供相关数据。安装之前请做一下工程分析。

3.木塑型材可以用来做结构件吗？

不可以。普通的木塑型材虽然有很高的强度和韧性，但是还不具备象木材一样的抗弯强度，因此不能作为结构件。但是经过改性的玻纤增强型塑木具有很高的抗弯强度，可以用于结构件。

4.什么类型的螺钉适合用于木塑型材？

建议使用不锈钢、热镀锌等高质量的螺钉，尤其推荐使用自攻螺钉，这样有助于增加螺钉的握钉力。

5.木塑如何加工，是否需要特殊工具？

木在加工上与木材一样简单易行，在某些方面甚至更容易一些。只需要用普通的木加工工具就可以对塑木进行切割、钻孔等处理。

6.木塑材料在安装时有什么注意事项？

答：木塑材料拥有和木材一样的加工特性，使用普通的工具即可锯切、钻孔、上钉，非常方便，可以像木材一样使用，关键要注意两点

（1）严格按照厂家规定的跨度要求，因为塑木材料比木材具有更大的蠕变性，过大的跨度将造成安全隐患；

（2）考虑到排水、清扫及轻微的热胀冷缩等原因，木塑材料用作地板、护墙板等用途时，边到边、头对头之间必须留有适当的间隙。

7.如何保养、维护木塑？

即使是在户外风吹日晒，木塑也不会腐烂、碎裂或者产生裂纹，除此之外还具备抗紫外线能力，不需要专门的维护保养。

8.低温天气会对木塑有影响吗？

木塑即使在低温天气下仍然表现良好，然而，因为塑木的成分中塑料占了50％，所以在极低温的天气里会因为变硬而较脆，最低使用温度可达到-40℃。

9.木塑型材可以弯曲吗？

可以。通过加热，木塑可以适量弯曲到一定程度。

10.木塑是否需要油漆？

不需要，木塑本身具有防腐、防潮、防火及防虫蛀等效果。我们有多种颜色可供选择。

木塑的吸水率

木塑是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过 35%-70%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。

由于在木纤维等天然纤维周围包裹了一层塑料层，塑木的吸水率非常低。很适合用于水岸景观。木塑主要特点便是防水等,因此吸水率非常低。

木塑的形状如何？具体规格尺寸是什么？

木塑产品是用塑料成型的方法制成的，因此最常见的是挤出成型的各种截面的型材，为与工程配合也可用塑料注射成型的方法制成一些特定形状的注塑件。木塑型材的规格尺寸：目前常见的地板类有140×25、140×35等，立柱类常见的有70×70、90×90、120×120等多种规格。不同生产厂家的截面尺寸会有所不同，目前并无统一标准。特殊的形状尺寸可以通过定制模具来得到。木塑的长度在理论上可以做到任意长。

木托盘与木制托盘的比较 托盘，是放置货物的连接垫放物。根据不同的使用要求及制造材料，可分为木制、塑木、塑料、金属、纸质等多种。托盘的使用在静态时基本可分为铺垫用、堆垛、和货架使用，其承载要求依次递增。托盘的承载性体现在静载、动载和货架载三个方面，同一托盘的承载指数在此三个方面依次递减。

根据托盘自身结构，在使用上可分为单面或双面使用，双方向进叉或四项进叉。对于非手动叉车（电动、燃油、燃气等），所有托盘均适用。而手动液压托盘搬运车及托盘举升车无法与双面托盘配合使用。

◆ 木制托盘与木塑托盘的使用寿命及优缺点对比

托盘的使用寿命主要取决于托盘的正确使用和存放条件。在实际使用中，叉车的不当操作是造成托盘损坏最主要的因素，约占80﹪以上。此外，托盘的不超载使用和正确放置（确保受力在主要承重处）也非常重要。1.木托盘 ⑴ 木托盘的材料: 木托盘的性能及特点，均来自于木材本身，材料是决定木托盘应用及价格的决定性因素。

① 杨木：属阔叶树种，材质疏松而软，耐用性差，是用于制造承重要求不高的托盘。

② 松木：属针叶树种，种类较多，适用性广。落叶松/黄花松/白松/红松纹理粗实，木质硬，色白，外观美丽，多用于制造精细包装物，但价格较高。⑵ 木制托盘的缺陷

其问题主要存在于卫生/洁净度及生产稳定性等方面。

① 木材易受潮、发霉、虫蛀，且无法清洗。此外，其表面木屑脱落及螺钉锈蚀的问题也无法克服。

② 由于木材是天然材料，其质量受地域气候等多方面影响，即便是同一批原料，在干湿度、风裂等方面亦难以达到统一标准。

③ 木制托盘使用寿命较短，常规使用下周转次数约在200—300次。

④ 同样由于卫生原因（主要是天牛虫的侵害），自1998年期美国及欧盟对中国出口用木制托盘相继发出禁令，木托盘需经熏蒸等方法处理后方可出口。熏蒸所需时间及费用均较大（一般需48小时，费用为成本的20﹪左右），且熏蒸所用药剂（如溴化钾醇等）又为有害制剂。此外，出口使用后的托盘需由承运商负责运走或作销毁处理。这极大影响了一次性木制托盘的应用。

⑤ 木制托盘对木材的需求造成了对森林资源的巨大消耗甚至破坏。从发展趋势看，其原料资源将日益枯竭。

2.木塑托盘

工业化的发展，使人们不断追求更高的生产质量，随着对生产条件、仓储条件、过程控制和品质控制的要求不断提高，木制托盘在卫生状况及规范生产上的无法克服的局限性越来越多地暴露出来，而塑料托盘受生产模具的影响价格昂贵，结构适应性差,一般无法满足特殊规格要求。且破损后可修复性很低,破损一定程度后,只能报废。

在这种情况下，木塑托盘开始出现，并很快在市场上占据了一席之地。与木制托盘相比，其整体性好，卫生洁净；在使用中无钉刺﹑耐酸碱﹑无质变﹑易清洗等特点,且废托盘材料可以回收。

缺点则在于不可用于周转使用，适用于仓库铺垫板，及一次性出口使用。

PVC木塑建筑模板

木塑建筑模板

木塑建筑模板是代替钢模板和竹木胶板的新型模板。具有重量轻，抗冲击强度大，拼装方便，周转率高，表面光洁，不吸湿，不霉变，耐酸碱，不开裂，板幅大，接缝少，可锯，可钉，可加工成任何长度等诸多优点。可反复回收利用，价格远远低于目前建筑业使用的竹木模板，且具有优良的阻燃性能，离火自熄，无烟，无任何毒气。是新一代安全绿色环保节能型产品.相关规定

符合国家标准GB/T15496,GB/T15497,GB/T15498及GB/T19273。根据国家相关标准化文件规定，评比验收总分为500分，评分在420分以上即可获得标准化良好行为AAA级确认。模板主要指标要能承受荷载机械强度等指标。

产品节能优点

1、木塑板材可代替木材，保护森林资源；优点；

2、木塑板材可利用植物秸秆，减少环境污染；

3、木塑板材可消除白色污染，美化环境。

生产工艺流程

编辑本段

木粉（植物纤维）→烘干、添加剂→处理机→高速混合机→挤出机→模具→成型冷却机→牵引机→纵横切断机→成品木塑模板生产工艺

主要原料

PVC树脂粉+木粉+其它环保型化工原料

特点

1.绿色、环保、节约资源建筑模板、门板、房屋室内外装饰、家居饰材、户外装饰板材

2.木质感特好，颜色绚丽，可调配各种稀有名贵木材色泽，表面无需再处理

3.尤其适合用在潮湿的环境

4.木材不易加工成型的形状用木塑加工特别方便容易

北京木塑厂家解析木塑板材与普通木材比较

1、木塑型材的损耗最底。

木塑是型材，可以根据客户需要，生产出符合顾客需要的长度的材料。

所有的木材的长度是规定死了的。

2、木塑是相同的情况下，可以以少胜多。

我来打一个比方，一般铺装户外地板，选用木材的情况下，需要45MM左右厚度的木材。

而木塑，仅仅需要25MM厚度的材料，其强度超过45MM的防腐木。

换一句话说，就是使用木材假如是1立方米，那么 木塑 就只需要0.5个立方米左右。

3、木塑 是一种型材，中空的规格很多。节约了很多材料。

大家都知道铝合金门窗能这么快推广普及，就是因为是中空的型材，假如是实心，那么价格就不可思议地高了。

木塑 中空节约下来部分，尽管没有铝合金那么高，但是也是比较客观的。

大家都知道中空不但可以减少重量，增加强度。塑木可以做到中空，而木材就不可能了。

4、木塑 表面是不需要做油漆处理的。

一般木材是需要做表面油漆或者水性涂料处理。

也就是说在施工上塑木是便捷，廉价的

5、木塑 制品可以做到免维护。

木材在1年里面一般需要做维护或者涂刷油漆等。

从长远上看，木塑 的维护成本远远底于木制品。

6、木塑 的使用寿命，一般可以达到普通木材的3-4倍。

国外资料显示说 木塑 可以使用10-50年。

木塑地板质料性能

随着木塑厂家材料的广泛应用，木塑地板在现在市场上应用比较广泛。

木塑材料产品具有与原木雷同的加工性能，可钉、可钻、可切割、粘接，用钉子或螺栓连接牢固，外貌平滑精致、无需砂光和油漆，其油漆附着性好，亦可根据个人私家喜好上漆。产品胩有比原木更精良的物理性能，比木料尺寸稳固性好，不会孕育产生漏洞、翘曲、无木料节疤、斜纹，参加着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩壮丽的种种制品，因此无需定时保养。

可以大概就会多种规格、尺寸、形状、厚度等需求，这也包罗提供多种计划、颜色及木纹的成品，给主顾更多的选择。

塑木材料制品具有多种优点

塑木具有不腐烂、不变形、不褪色、抗虫害、防火性能好，不龟裂、并可锯可刨制作方便无需维护等优点,下面就由专业塑木厂家为大家介绍先关知识。

塑木复合制品是由聚氯乙烯树脂、聚烯烃塑料与纤维素（秸秆、棉秆、木粉、稻糠等）经过特殊加工及处理是一种新型绿色环保理想材料，下面就由专业塑木厂家为大家做简单的介绍。不但具有天然的木材的特性，而且根据要求可以提供多种颜色。物理性能：强度好、硬度高、防滑、耐磨、不开裂、不虫蛀，吸水性小、耐老化、耐腐蚀、抗静电和紫外线、绝缘、隔热、阻燃、可抗 75℃ 高温和-40℃的低温。

以上就是专业塑木厂家为大家介绍的关于塑木材料制品的优点，希望对广大用户在今后的应用过程中有所帮助。

木塑复合材料的应用领域：

1． 建筑材料：包括基材，整体门板，墙板，地板和装饰材系列；

2． 户外设施：包括栅栏，地板，立柱，扶手等几大类产品；

3． 物流运输：主要有包装箱，集装箱板，轻，重型托盘等；

4． 交通设施：主要有隔栏，隔板，护墙，标示牌等；

5． 家俱用品：主要有衣柜，橱柜，茶几，花架等。

随着天然木材资源的日益减少，而对木质制品的市场需求量却与日俱增，假以时日，一个巨大的需求终究会使国内木塑材料的市场大门洞开。这是未来的必然趋势。

木粉的选择和处理

日期：2009年8月31日 14:56

塑木技术中所应用的木粉一般无大的严格要求，各类木材的木粉和各种植物纤维等一般都可使用(木材加工过程中产生的锯末,下脚料粉碎后皆可)，对加工的影响并不大，主要要求各种木粉的粒径一般在20～100目，在此基础上，要保证木粉和塑料在混合前进行烘干处理。一般木粉含水量应控制在3％以内。烘干设备可采用电加热，也可用微波加热烘干或自然干燥。烘干后的木粉应存放在于燥的地方(室内)，不可二次吸潮，否则会对加工影响较大。需要一提的是，在用带排气功能的挤出机，特别是双螺杆挤出机加工塑木材料时，可以不对木粉进行特别的烘干处理，只需日光下自然干燥即可直接进行挤出加工。

对木质部分进行处理

木质的处理主要分化学和物理两大类方法：

化学方法：

(1)表面接枝法：接枝是一种有效的改性方法，可以在复合前或复合的同时对植物纤维进行接枝。如可以用马来酸酐、异氰酸盐等接枝植物纤维。

(2)界面偶合法：用偶联剂与植物纤维形成共价键来改变界面粘合性。如采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等处理纤维，改善纤维与树脂的相容性。偶联剂的最佳用量与偶联剂在木粉颗粒表面的覆盖程度有关。如果偶联剂用量太少，会因为填料表面的包敷不完全，难以形成良好的偶联分子层，起不到理想的偶联和增容作用。用量太多，则偶联剂过剩，在木粉表面会覆盖过多的偶联剂分子，形成多分子层，易造成填料与树脂之间界面结构的不均匀性，且偶联剂中未反应的其他基团也会产生不良作用，从而降低复合材料的力学性能。

(3)乙酰化处理法: 植物纤维表面的羟基经乙酸酐或烯酮处理后，木材上的极性羟基基团被非极性的乙酰基取代而生成酯。在工业上通常使用乙酸酐、冰乙酸、硫酸的混合液进行乙酰化处理。

(4)低温等离子处理法：低温等离子处理主要引起化学修饰、聚合、自由基产生以及植物纤维的结晶度等物理变化。

物理方法：

(1)物理加工法。通过拉伸、压延和热处理等方法对木纤维或木粉等进行预处理，这种方法不改变其表面的化学组成，但是可改变纤维的结构与表面性能。

(2)碱处理法。NaOH等能溶解木质中部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质，不改变主体纤维素的化学结构，而使微纤旋转角减小，分子取向提高，从而提高微纤的断裂强度等。其处理效果主要取决于碱金属溶液的类型及溶液的浓度。

(3)酸处理法。用低浓度的酸液处理木质部分，主要除去影响材料性能的果胶等杂质。

(4)有机溶剂处理法。主要用来洗脱木质中的蜡质，从而提高木质部分和聚合物基体间的粘结性。

木塑复合材料的生产与发展 篇6

1 木塑复合材料的特点和分类

1.1 木塑复合材料的特点

木塑复合材料 (wood fiber pla st i c c omposit e或者是wood poly mer composit e) 是以木纤维为主要组分, 经过预处理使之与热塑性树脂复合而成的一种新型材料。它具有以下优势: (1) 易于加工。木塑复合材料内含热塑性树脂和木纤维, 因此具有同木材相类似的加工性能; (2) 强度高, 耐用性好。具有与硬木相当的抗压、抗冲击等物理机械性能, 其耐用性明显优于普通木质材料; (3) 耐水, 耐腐蚀, 不易被虫蛀; (4) 可调整性强。通过加入不同的助剂, 热塑性树脂可以发生聚合、发泡、固化、改性等变化, 从而改变木塑材料的密度、强度、抗老化、防静电、阻燃等性能; (5) 原料来源广泛, 价格低廉。

1.2 木塑复合材料的分类

从材料的基体与功能体结合方式来说, 木塑复合材料主要可分为三类: (1) 实体木材-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要特征; (2) 木纤维 (木粉) -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; (3) 木材-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, 这种聚合物不能入木材的细胞壁, 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。

2 木塑复合材料加工过程中的难点在木塑复合材料逐渐推广使用之际, 生产厂家也遇到了一系列的加工难点:

不仅仅是聚合物和木粉的批次不同造成的质量波动问题, 还有木粉含量直接影响到最终产品的强度, 并且与挤出加工工艺有很大的关系;另外, 设计制品的牵引速度必须与挤出速率、熔融温度和压力相匹配等问题;大多数的木塑制品都需着色, 这也是影响工艺的一大因素;木质纤维中含有大量水分, 容易在制品中产生泡孔, 从而降低制品的机械强度;由于木质纤维的体积密度低, 存在流动性差以及颗粒尺寸大小不均等问题, 在挤出过程中通常难于喂料;由于组成木质材料的纤维素、半纤维素和木素等主要成分中含有大量的极性羟基和酚羟基官能团, 其表面表现出很强的化学极性, 因此, 在进行木质纤维-塑料体系木塑复合材料的研制过程中, 需要解决的最大问题是如何使亲水的极性木质表面与疏水的非极性塑料基材界面之间具有良好的相容性, 从而使这两种不同性质的材料复后生产出比原来单一材料性能更加优良的新材料。目前进行的研究是寻找一种比SBS更好的融合剂, 以改善木材与聚乙烯之间的粘合性能。

3 我国木塑复合材料的应用现状

目前, 我国木塑复合材料成型的典型制品主要应用于以下几个方面:

3.1 物流用托盘

木塑材料目前应用最广的产品是托盘。无锡市南丰塑业有限公司业已研制成功组合型木塑托盘, 并已通过了由中国包装协会组织的技术鉴定。上海机械厂在AP PLAS2002展出了最新研制生产的木塑复合材料包装托盘生产线, 最高产量达200kg/h。

3.2 铁路轨枕

木塑复合材料铁路轨枕目前用量虽然不大, 但却是一个上升较快的应用领域。降低成本是是否能推广应用的关键。

3.3 建筑行业

在建筑行业中, 用作室内外各种铺板、建筑模板、防潮隔板、楼梯板、门窗、门、扶手、路板等。木塑异型材在隔热保温、防腐、装饰效果和使用方面都优于传统建材。如沈阳飞科木塑门窗有限公司生产的木塑门窗采用了ACR改性PVC和国际先进的软硬复合成塑挤出技术, 充分发挥两种材料的优点[5]。上海千也化工科技有限公司使用彩色木塑颗粒, 通过包容共挤的生产工艺生产了2个系列的型材。

3.4 内装饰件

在我国, 木塑材料作为轿车的内装饰基材开始得到应用, 如车门板、仪表盘框架、座椅配件、车后窗台板、行李箱衬垫和顶棚等。例如有厂家用木塑复合材生产汽车底座, 这种材料木粉和聚乙烯各约50%, 添加少量加强型填料, 使用特制的双螺旋挤出机把木料和塑料搅拌在一起, 并以平板形式挤出, 然后经模压成型为底座形状。

3.5 其它方面

木塑材还可用于船舶甲板, 码头平台, 室外餐桌, 工业地板等室外使用的产品, 不但维修费用低而且可循环利用, 但需要加入紫外光稳定剂以延长使用寿命。复合材在安装操作上与实木完全一样, 可钉, 可用螺栓固定, 可踞割, 并易于油漆和染色。另外, 木塑复合材料还可用于制作铅笔, 照明灯外壳, 衣架, 门槛, 门轨等多种产品。

4 我国木塑复合材的发展趋势

4.1 塑料原料的发展

随着科技的进一步发展, 现今非常棘手的固体废弃物的处理问题将会逐步得到缓解。原料选用范围进一步扩大, 可将回收的单组分废旧塑料 (PE, PP, PVC, ABS等) 清洗后, 加入特定的改性剂即可用于木塑产品的生产。

4.2 助剂的兴起

木材和塑料组分间的相互作用对复合材料的性能有重要影响。用偶联剂改善木材和塑料间的结合是一个长期研究的课题。可利用物理或化学的方法, 对木纤维的表面进行预处理, 改变木纤维表面的状态, 以达到改善表面相容性的目的。由于配方越来越复杂, 偶联剂和其他助剂相互作用也要加以考虑。为了达到所需的加工性、耐久性等要求, 能够完成多种功能的助剂的成套化供应方式正在取得进展。

4.3 革新加工工艺

引入发泡工艺技术, 从高泡向低泡, 微发泡方向发展。开发专用设备, 加工方式由单一的螺杆挤出向其他传统塑料加工方向发展, 由水冷成型向空气冷却成型发展, 由单一挤出成型材向复合共挤, 包裹共挤方向发展。

4.4 发展方向

产品由低附加值 (如木塑托盘, 仓储地板) 向高档方向 (如室内装饰材料) 发展。其应用领域也由比较简单的低附加值产品向相对复杂的高附加值产品如房屋、建筑、管材等方向发展。木塑复合材料技术也因市场的发展而日趋成熟, 特别是在混料、成型、温控、速度、切割、配方等方面进行了大幅度的革新和改进, 并有效地提高了材料强度, 降低了成本。

5 结语

木塑复合材料的开发已成为废旧木材和塑料有效利用的新途径。由于木塑复合材料具有单纯的木材和塑料无法比拟的诸多优点, 正日益受到国内外更广泛的关注。回收利用低成本的废旧木材和塑料, 可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾, 也可以有效的保护环境。

摘要：木塑复合材料是一种极具有发展前途的绿色环保材料, 也是一项有生命力的创新技术。因此, 深入开发和应用该材料具有广阔的市场前景和良好的经济效益和社会效益。

关键词：木塑复合材料,生产,发展

参考文献

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[2]林铭, 谢拥群, 饶久平.木塑复合材料的研究现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备, 2004, 32 (6) :4-6.[2]林铭, 谢拥群, 饶久平.木塑复合材料的研究现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备, 2004, 32 (6) :4-6.

[3]高黎, 王正.木塑复合材料的研究.发展及展望[J].人造板通讯, 2005, (2) :5-8.[3]高黎, 王正.木塑复合材料的研究.发展及展望[J].人造板通讯, 2005, (2) :5-8.

新型木塑复合材料研究进展 篇7

新型木塑复合材料如发泡木塑复合材料(foamed woodplastic composite,FWPC)是将塑料母粒、木粉、填料、发泡剂和各种助剂按一定比例混合,在成型过程中向材料内部引入泡孔而制成[6]。FWPC内部良好的泡孔结构有助于钝化普通WPC中的裂纹尖端,阻止裂纹扩展,因而可以克服一般木塑复合材料脆性较大、抗冲击强度较小和材料伸长率较低的缺点。另外,FWPC中存在的大量泡孔使材料内部空隙较大,制备所用的树脂用量大大削减,相对节约了原料成本,同时也有效降低了材料的密度(约为常规WPC的50%,可达0.6~1.0g/cm3),提高了隔音、隔热和缓冲效果。此外,发泡还赋予产品独特的表面质感,并且因自重较轻,便于运输、施工和安装,成为物流包装等行业代木代塑产品发展的有价值的主要替代品。FWPC还是一种环保材料,原料来源广(回收的二次纤维和废旧塑料均可),制造成本低廉,本身还可多次回收再利用,减少了塑料的使用量,降低了环境污染。尽管目前已出现发泡型纯植物纤维缓冲包装材料[7-10],但相比而言,FWPC仍然在性能上具有优势,如:强度更高、耐水性能更好、价格更低廉、应用范围更广泛等。

1 发泡木塑复合材料的研究现状

FWPC研究近十几年开始受到相关研究人员的重视。曾广胜等[11]对FWPC制备的基本原料及发泡方法进行了归纳,并在此基础上指出了发泡木塑复合材料的研究趋势。肖生苓等[12]对FWPC材料的发泡及其界面研究动态进行综述,认为气泡成核阶段的泡体质量控制、发泡剂复配比例、工艺条件选择、界面相容改性等是木塑复合缓冲包装材料研究中的关键问题。总体上看,现有的FWPC研究中,对聚烯烃基FWPC的研究显得较为充分和细致。

1.1 聚丙烯基发泡木塑复合材料

聚丙烯(PP)价格适中,力学性能优异,耐热温度相对较高。PP发泡材料的相关研究进行的比较深入[13],制备工艺也基本成熟。谢博等[14]对注塑发泡木塑复合材料的微孔结构及增韧改性进行研究(木塑粒料∶发泡粒料为9∶1),制备出具不同微孔结构的PP/木纤维复合材料,对其综合性能测定结果表明:注射温度180℃、保压压力10MPa时,所得发泡木塑复合材料的微孔平均孔径为53μm,微孔密度为2.8×106 个/cm3,微孔为“蜂窝”状形貌。与普通WPC相比,密度降低22%,冲击韧性提高60%。

金翠霞等[15]对木纤维/PP复合微孔发泡材料的制备工艺与材料性质之间的关系进行研究,采用化学发泡法注塑成型制备出孔径更小的木纤维/PP复合微孔发泡材料。结果表明,木纤维的添加使复合材料的力学性能显著提高,且木纤维/PP复合微孔发泡材料的冲击强度和弯曲强度高于未发泡材料,而未发泡材料的拉伸强度要高于木纤维/PP复合微孔发泡材料;复合材料的密度随着木纤维掺量的增加而增大,且发泡材料的密度小于未发泡材料的密度;随着木纤维掺量的增加,木纤维/PP复合微孔发泡材料的泡孔直径先减小后增加,木纤维掺量为5%时,泡孔直径达最小,为20.5μm。

葛正浩等[16]将制备FWPC的主要原料选定为秸秆粉和PP,通过偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂的含量、乙烯-醋酸乙烯高聚物(EVA)的含量、偶联剂的种类和含量及挤出工艺参数来研究最佳发泡工艺。结果表明:AC发泡剂含量为4份时,所得发泡材料密度最小为0.95g/mm3,冲击强度最大为14.88KJ/m2;EVA含量在12% 时,材料的密度最小为0.84g/mm3,冲击强度最大为11.4KJ/m2;偶联剂(马来酸酐接枝聚丙烯,MAH-g-PP)为6 份时,发泡材料的冲击强度最大为11.56KJ/m2。

周吓星等[17]以竹粉和PP为原料采用注塑法制备FW-PC。实验以乙烯-1-辛烯共聚物(POE)和马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)作为复合材料的增韧剂。结果表明:添加POE和POE-g-MAH在略微降低材料拉伸和弯曲强度的同时,可明显提高材料的缺口冲击强度。

1.2 聚乙烯基发泡木塑复合材料

聚乙烯(PE)在发泡木塑复合材料的基体树脂中的应用是最多的[18]。PE的熔体指数(熔体质量流动速率)对发泡材料的发泡率和孔结构具有较大影响,因此通常选择熔体指数相对较低的PE作为发泡树脂的基体,以利于形成大量独立的闭孔结构。PE基发泡复合材料中的木质材料主要是木粉和废纸板。具有代表性的研究主要有:

盛旭敏等[19]采用模压法制备工艺对木粉/低密度聚乙烯发泡材料的性能进行研究,结果表明,采用放热发泡剂和复合发泡剂都能使复合材料密度下降20%左右,发泡材料的冲击性能为发泡前体系的1.5倍左右,复合发泡剂的发泡效果优于单纯放热发泡剂的效果。郑实等[20]也以木粉、PE树脂等为原料进行相关研究,结果表明:所得复合材料的密度与原木十分接近;具有极佳的防水性能,含水率不超过2 %;发泡复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、压缩强度、拔钉强度等力学性能能够满足产品性能的需要。

蔡建臣等[21]使用乙烯-乙酸乙烯酯(EVAC)作为改性剂,通过锥形双螺杆成型机制备了PE基木塑微发泡复合材料。结果表明,PE基木塑微发泡复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均随EVAC用量的增加而增大,EVAC可提高PE/木粉界面间的相容性,其最佳用量为木粉含量12.5%。张婧婧等[22]对细小泡孔结构木塑泡沫材料的制备及形态进行研究,采用带有超临界流体注入装置的单螺杆挤出发泡系统,结果表明:所制备出的微孔木塑泡沫材料的平均泡孔直径小于50μm,泡孔密度大于106个/cm3;对于木塑泡沫材料,随着木纤维含量的增加,泡孔平均直径减小、泡孔密度减小、泡沫密度增加、体积膨胀率降低。

王凌云等[23]进行废旧聚乙烯/木粉复合发泡材料的制备工艺研究,采用的原料为50%高密度PE和50%废旧PE。结果显示:适量发泡剂可使复合材料的密度在原有基础上降低36.31%;材料的冲击强度和拉伸强度均随发泡剂加入量的增加呈先上升后下降的趋势。当木粉含量为30 份时,材料的冲击强度最好;当木粉含量为40份时,材料的拉伸强度最好;随木粉含量的增加,FWPC的密度逐渐增大。

废纸板中含大量植物纤维,是制备FWPC的良好原料。曾广胜等[24]的研究表明:随着废纸板中纤维含量的增加,所得复合材料的熔融指数(MFI)迅速下降;相容剂马来酸酐接枝聚乙烯增加了纤维填料与树脂基体之间的相互作用;PE蜡对复合材料的综合润滑作用最明显,复合材料的熔融指数随着PE蜡的含量呈近线性变化;AC发泡剂的加入降低了复合材料的熔融指数;随着熔融指数的增加,复合发泡材料的泡孔逐渐变大,当熔融指数为1.5时,泡孔大小适中且分布均匀。

1.3 聚氯乙烯基发泡木塑复合材料

相比PP基或PE基FWPC的研究程度,聚氯乙烯(PVC)基FWPC的相关研究显得并不充分。薛平等[25]对PVC/木粉复合材料挤出发泡成型涉及的相关问题进行了归纳,针对PVC/木粉复合材料挤出发泡的成型方法,从原料、配方、工艺、设备等方面作了详细分析。但目前对PVC/木粉发泡复合材料的制备工艺及相关研究仍需继续深入。

常怀春等[26]进行了微发泡PVC/木粉复合仿木材料的制备及工艺研究,目的是将木粉填充于PVC树脂中,通过微发泡技术制造出带有木纹的仿木材料。结果显示,以AC/NaHCO3为复合发泡剂、丙烯酸酯共聚物(ACR)为改性剂、CaCO3为成核剂时,控制好挤出温度等工艺条件,可得质量稳定的仿木材料。

2 发泡木塑复合材料研究的发展趋势

(1)拓宽FWPC制备的原料种类,特别是将重点放在生物质废料(含废旧木竹材、农作物废料和其它植物材料)的利用上。在保证材料性能的前提下,利用生物质废料和废旧塑料制备FWPC符合我国经济可持续发展的需要,对环境保护有利。我国是农业大国,每年产生的农作物废料数量相当可观,采用此来源丰富的物料制备高附加值的发泡木塑复合材料具有前景,将产生良好的社会效益和经济效益。另外,我国是竹材资源丰富的国家,以竹材为主要原料之一制备发泡木塑复合材料同样具有良好的应用前景。

(2)FWPC制备过程中,对FWPC制备的配方进行改进设计、对发泡工艺参数条件的调控进行优化试验设计,并对高性能发泡剂及相应助剂进行深层次的研究和开发,将对发泡工艺过程的绿色化、低成本化和操作简单化具有实际意义,对保证最终FWPC产品的性能稳定也将起重要作用。

(3)对FWPC的发泡机理以及材料的综合性能研究和合理评价将更加充分和深入。FWPC的性能决定了其应用范围,如何在降低制品密度的同时,提高FWPC的力学性能、耐候性、耐热性、耐水性、抗静电性、阻燃性和耐腐蚀性等,需要进行更多的研究工作。

(4)FWPC制备专用设备开发将受到高度重视。FWPC成型与单纯塑料制品成型不同,主要木粉与塑料母粒及各种助剂间的相互均匀捏合及完美融合并不易实现,材料的界面相容性也是需要解决的问题。可借鉴计算机模拟技术与控制技术在其它材料制备时应用的经验,将其引入至FWPC的配方设计、工艺控制中,以实现FWPC制备工艺过程的智能化控制,提高生产效率和产品性能。

(5)FWPC的应用范围将得到进一步拓展。除在建筑、室内外装饰、地板上应用,FWPC还可用于物流包装等领域的缓冲材料、保温隔热材料和绝缘材料等。另外,在公园绿地等场所取代混凝土广场砖、在临时房屋中取代夹层发泡聚苯乙烯方面的应用也非常值得期待。

摘要：对我国新型木塑复合材料的研究进展进行概括和评述,指出了进一步深入研究发泡木塑复合材料的重要性。重点介绍了聚丙烯基和聚乙烯基发泡木塑复合材料的研究现状;对该领域研究的发展趋势提出了自己的见解。

木塑复合地板 篇8

1 木塑材料制造方式

根据结构要求, 木塑复合材料有两种制造方式:一种是将塑料单体或者低聚合度树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;另一种是将木材以刨花、纤维和木粉的形态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。

2 木塑复合材料规范要求与检测标准

木塑复合材料的检测标准可分为性能和安全两大方面。前者主要设计材料品质, 较多反映在物理力学性能方面, 后者主要体现在环保、卫生、使用安全方面。

我国在2009年发布实施了推荐性标准GB/T 24137-2009木塑复合材料产品物理力学性能评价指导标准以及GB/T24508-2009木塑地板产品两大标准。部分地区也制定有地方标准, 如广东省颁布的DB44/T411-2007《木塑复合材料检验与实验方法》。此外, 也有一些专门部门编写有非正式标准, 如由中国建标院和木塑专委会主编的《木塑复合材料建筑领域应用技术指南·铺板》。

我国木塑的标准数量较多, 但是标准体系尚未形成。有许多需要改进之处。比如2004年公布并实施的《LY/T1513·挤压木塑复合板材》, 由于其性能检测数值太低, 实际应用中基本失去了检测意义。再比如, 国家标准《GB/T 24137·木塑装饰板》中对“木塑复合材料”材料的术语定义并没有明确规定“木材或者富含纤维素的材料”的比例限量, 也没有“塑料 (也可以是多种塑料) ”的含量规定。事实上, 对于多数塑料而言, 其比例在高于某种限量之后, 表现出完全的塑料性能。这时候, 按照木塑标准进行规范就不合适。

截至目前, 全球最大的标准化机构——国际标准化组织 (ISO) 并无木塑复合材料标准。一方面因为木塑材料作为新的行业, 其开发和应用都处于高速发展阶段, 各方面风险有待时间验证。另一方面, 其庞大的产品类别, 大量的标准参数和测试方法的制定, 研发、产业和市场监管部门尚缺乏相应的数据基础。

3 环保卫生标准

相对性能方面的标准建设, 木塑复合材料在环保卫生方面的标准建设则基本处于空白。一方面, 木塑材料在加工、使用和废弃过程中, 木质素的加入对塑料材料中原有毒有害物质的存在状态和释放影响程度的尚未有研究报道。另一方面, 木塑材料加工过程中, 要引入新助剂, 如偶联剂。而传统塑料加工中不涉及这些物质。木塑材料参考采用这些塑料标准, 标准漏洞导致环保卫生安全风险将得不到控制。

木塑材料缺乏专门的环保卫生标准, 实际监管标准不统一, 适用上难免出现过剩或不足的情况。因此, 加快相关毒害性和机理研究并开展环保卫生标准制定工作, 是未来木塑行业发展急需解决的课题。

4 结语

综上所述, 由于WPC组成及结构的特殊性及现有规范和检测标准体系不完善。现有标准也主要集中于应用性能方面, 安全环保卫生方面的专门规范标准尚属空白。因此, 开展WPC毒害性研究并抓紧制修订相应标准, 意义重大。

参考文献

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[4]Li Hongkui, Li Yanhu, Han Runping.Biological materials’adsorption effect on heavy metal ions.Henan Science and Technology.2004 (8) , 23-24.

木塑地板铺装技术规范的解读与思考 篇9

关键词：木塑地板,铺装技术,技术规范

0 引言

提倡低碳、节能减排、环保是保持生态平衡, 实现可持续发展的方针政策, 推动使用再生资源, 减少资源消耗, 推广废弃物循环利用, 变废为宝, 提高资源利用率, 发展循环经济, 为建设资源节约型、环境友好型社会做出应有的贡献, 是我们责无旁贷的神圣职责。

木塑地板是一种主要由木材 (木纤维素、植物纤维素) 为基础材料与热塑性高分子材料 (塑料) 和加工助剂等, 混合均匀后经挤塑机加热挤出成型而制成的高科技绿色环保材料。它兼有木材和塑料的性能与特征, 是能替代木材和塑料的新型环保科技材料, 是一种利用废旧塑料、废弃木质材料生产出来的可再生材料, 具有防水、防潮、防虫、环保、可塑性强、加工性好、可多次回收再利用等特点。它对保护森林资源, 缓解森林紧缺, 对废旧塑料和农作物秸秆及旧家具回收再利用, 减少塑料的二次污染以及秸秆焚烧造成的空气污染, 具有重要意义。

笔者在完成技术规范编写的基础上, 对《木塑地板铺装技术规范》 (以下简称《规范》) 中的主要问题提出来与同行们探讨。

《规范》主要从两个方面进行考虑, 第一个是管理层面, 第二个是技术层面。因此本规范是以技术要求即铺装施工方法与验收标准为主, 包括管理要求在内的铺装工程技术规范。

1 从管理层面看规范内容

本文从质量管理[1]的角度出发, 对影响质量的五大因素, 即对“人、机、料、法、环”进行控制, 以达到确保过程质量的目的。

1.1 强调对“人”的管理

《规范》规定了木塑地板铺装工程的设计和施工单位应有资质要求, 这既是法规的要求, 也是承接工程项目的需要。

对铺装施工人员, 《规范》提出应持有专业培训证书的资格证明, 即要求岗前进行专业培训, 合格后持证上岗。

1.2 强调对“材料”的要求

《规范》提出了工程所用的材料应符合设计要求和国家现行有关标准的规定, 材料降低标准, 则整个工程的质量将得不到保证。

《规范》提出了对进场原辅材料进行质量把关的要求。主要原材料除应有产品质量合格证、生产许可证外, 还应有质量检验部门提供的检验报告;进口材料应有商检部门出具的质量合格证明。

《规范》规定了所用材料应符合国家对环境保护及人体健康保护的规定, 对环境及人体健康造成危害的有毒有害物质应严加控制。诸如:GB 50325《民用建筑工程室内环境污染控制规范》以及室内装修有害物质限量标准等, 这些强制性国家标准必须贯彻执行。

《规范》提出了对不符合设计要求的材料是禁止使用, 并要求予以清场, 同时对运输、贮存和施工过程中提出了对材料的防护要求。

1.3 提出了对“设备”的要求

木塑地板铺装所用的工具也是常用的工具。如切割木塑地板或龙骨用的园锯机, 切割铺装好的地板端部用的手提石材切割机, 预钻引导孔用的带直柄麻花钻的手电钻, 用于打沉头孔及拧紧或拆卸螺钉用的带十字批头的手电钻 (带有扭力的则更好, 因为扭力太大甚至会拧断螺钉影响铺装质量) 。用于测量仪器有水平仪、线、水平尺, 以及无损伤锤子、木工角尺、塞尺、木工铅笔、墨斗 (或粉线) 等。

1.4 关于施工“方法”的探讨

施工方法属于技术层面上的问题, 在铺装技术规范中属于重头戏, 下面会有具体叙述。但作为设计及施工过程的质量控制乃属于管理范畴。

《规范》规定木塑地板铺装工程必须进行设计, 同时强调工程设计修改应由原设计单位负责, 施工单位不得擅自修改工程设计。如若涉及设计变更的应有设计单位按规定程序办理设计变更, 这就从制度上避免了任何部门都可以随意更改设计的乱象。

对施工过程的管理, 《规范》提出施工企业应对施工过程的质量进行有效的检测和控制, 并将检查验收记录作为重要凭证予以保留。

对施工结果的管理, 《规范》提出施工企业在铺装工程完成后, 按验收的标准与规定进行自检并在自检合格的基础上, 申请组织竣工验收, 直至工程在交付前均应采取可靠的维护措施。

1.5 关于对施工“环境”的要求

施工前对场地有要求, 在木塑地板下方应有适当的空气流通, 以促使水分和湿气的蒸发, 因此木塑地板的铺装不宜直接装在混凝土表面上, 应装在具有龙骨结构的框架上, 混凝土表面应坚实并带有坡度, 以便通风引流。

在施工环境有特殊要求时, 如屋顶花园施工时, 应注意为防止屋顶漏水, 不能将膨胀螺钉直接固定在混凝土地面上而应用支撑块将龙骨垫起。

2 从技术层面看规范内容

2.1 按施工流程的顺序编制标准

按照戴明模式, 又称P-D-C-A管理模式, 把木塑地板铺装的过程控制分解成策划、实施、检查和处置与改进四个周而复始不断循环进步的阶段, 即铺装的工程设计与施工前的准备、龙骨与木塑地板铺装、铺装质量要求、竣工验收规范与使用规范和保质期内质量要求。将木塑地板铺装过程的运作分解为相互关联的阶段, 以过程方法加以控制, 使施工质量得以保证, 最终获得用户满意的结果。

2.2 铺装工程设计

铺装工程设计着重从一般规定、构造设计和材料选择入手, 阐述铺装工程设计的主要内容。一般规定指出木塑地板铺装工程必须进行设计, 并出具完整的施工图设计文件。该文件以施工图为主, 包括设计文件目录、主辅材料含水率控制、物理性能要求以及环境污染指标和有害物质限量指标的控制、设计和计算文件、施工图和节点详图、设计说明书等。

构造设计提出木塑地板的基本构造层为基层、垫层和面层, 当基本构造层满足不了使用要求时, 可增加隔离层等其他构造层。

木塑地板铺装常用龙骨铺装法, 龙骨铺装又分为单层与双层两种。

材料选择是对木塑地板铺装所用的主辅材料, 如木塑地板、龙骨、踢脚板、扣板、周边板及其他辅助材料卡扣、螺钉等提出具体的质量要求。

2.3 木塑地板施工前的准备

首先提出对施工场地的要求, 基层的施工质量应符合国家标准GB 50209-2010《建筑地面工程施工质量验收规范》的规定。同时提出对基层表面要求及表面平整度、标高和坡度允许的偏差, 还提出混凝土含水率的简易检验方法及用仪器非损伤检测方法。此外, 还应制定合理的施工方案, 测量并计算材料, 材料进场、施工工具准备等要求。

2.4 龙骨的铺装

根据计算确定龙骨铺装方向、中心距及端部对接接缝处距离, 提出龙骨排与排之间端部接缝处应错缝排列;根据龙骨长度, 提出合理布置固定龙骨的位置, 注意打孔孔距与钻孔深度的要求, 强调为避免龙骨固定时被劈裂, 应采用专用龙骨钉, 严禁以防劈裂为借口, 用水泥或含水建筑胶来固定龙骨。龙骨的铺装间距与跨高比 (跨距与板材厚度之比) 有关, 其抗弯弹性模量随着跨高比的增大而下降, 因此在正常情况下龙骨与地板成90°角, 而在特殊应用场合时, 当龙骨与地板成60°、45°、30°不同角度时, 龙骨的间距也将随之减少。

2.5 木塑地板铺装

当双层铺装时, 底层设毛地板, 此时毛地板应裁成小块, 严禁整张使用。地板铺装时需打引眼, 引眼孔径为螺钉小径的70%~80%, 对密度较小的材质的木塑地板, 即取其下限值70%。孔径大小还与施工人员操作熟练程度有关, 熟练操作人员钻孔时孔径不易扩大, 所以取其上限即80%。螺钉长度的选取, 通过查阅资料[2], 国外公司推荐为板厚的2.0 (或更长) ~3.0, 本规范取2.5。木塑地板铺装时, 操作要领大致有3条:第一、正常情况下, 螺钉应垂直旋入地板表面;第二、为防止地板开裂, 旋入螺钉前, 板应预钻孔;第三、螺孔孔距应控制得当, 螺孔离板边缘应控制在20mm左右, 以免劈裂。企口空芯地板铺装时螺钉穿过板舌应与水平面成55°~60°角, 靠斜钉压力将板压紧。木塑地板铺装到最后一块时, 螺钉以45°角将板紧固到龙骨上。扣板铺装时应注意两侧与地板端部的间距保持有5mm的距离。周边板铺装时与地板端部也应留有5mm间隙, 周边板外沿伸出龙骨的部分不得超过25mm。

斜地板铺装应从龙骨框架的角落开始, 画上粉线后用手提石材切割机沿粉线方向修裁地板, 再铺扣板和周边板, 如需要时, 再装踢脚板。

2.6 铺装质量要求

包括木塑地板铺装质量要求、踢脚板安装质量要求和木塑地板结构性要求。质量要求所列项目均有量化的指标数据, 检验机构可以据此作为检验的依据, 与质量指标对应的项目列出了测量用的计量器具的名称及精度要求, 便于实际操作。应当指出, 木塑地板结构性能指标的检验项目, 大多带有破坏性的, 因此在该检验项目实施前, 应由施工方与用户协商后决定进行何种项目验收, 或采取达成一致意见的模拟方法进行试验验收。

2.7 工程交付及后续服务规范

包括竣工验收规范、使用规范、保质期内质量要求。施工方按质量要求进行竣工验收并办理验收手续。为更好地服务用户, 工程交付后, 向用户提供定期清洁维护的方法及注意事项, 同时规定了保质期内出现质量问题时, 应如何进行维修以及修复后的验收等后续服务内容。

3 结语

通过参考大量国内外施工技术资料, 不断积累本单位木塑地板设计与施工的经验, 结合所查阅的大量木塑复合材料的相关资料, 以符合逻辑的工作程序, 对本规范进行了编写与解读, 旨在对国内木塑地板的科学施工提供依据, 不断扩大其应用范围。

参考文献

[1]芩詠霆.质量管理教程 (第二版) [M].上海:复旦大学出版社

木塑复合材料的研究进展及发展趋势 篇10

1 木塑复合材料的特点

木塑复合材料是将植物纤维和塑料有机结合,兼顾了植物纤维和塑料的双重特性[2]。木塑复合材料的主要特点可归结为:耐用、寿命长,有类似木质外观,比塑料硬度高;比木材稳定性好,不会产生裂缝、翘曲,无木材节疤、斜纹,具有优良的物理性能;具有热塑性塑料的加工性,容易成型,可用一般的塑料加工工艺进行成型加工,设备投资少,便于推广应用;有类似于木材的二次加工性,可锯、可刨、粘接、用钉子或螺栓连接固定;可涂漆,产品规格外形可根据用户要求调整,灵活性大;不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小,不会吸湿变形;能重复使用或回收再利用,也可生物降解,环境友好[3,4,5]。

2 木塑复合材料的研究概况

木纤维材料与热塑性聚合物的复合还存在许多问题,由于木纤维中含有大量的极性羟基、酚羟基、纤维素等极性官能团,与非极性的树脂的相容性差,从而影响木塑复合材料的综合性能。因此,研究木塑复合材料的重点和难点是提高木塑复合材料的界面相容性。其中,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)基等木塑复合材料是重点研究对象。

2.1 PE基木塑复合材料

Qingxiu Li等[6]研究了偶联剂种类及基础树脂种类对高密度聚乙烯(HDPE)/木粉复合材料的拉伸性能、弯曲性能的影响。实验结果表明:随着偶联剂的加入,HDPE/木粉复合材料的弯曲强度、拉伸强度有显著提高,功能性单体种类和基础树脂种类对复合材料的力学性能都有影响;马来酸酐比丙烯酸增容效果好,马来酸酐接枝聚乙烯(MA-PE)比马来酸酐接枝聚丙烯(MA-PP)增容效果更加明显,马来酸酐接枝聚乙烯(MA-PE)可以有效提高复合材料的断裂伸长率;随着MA-PE加入量的增加,材料的拉伸模量没有明显改变,而弯曲模量却有明显增加。

Norma[7]研究了在挤出机中有过氧化物存在的条件下,在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝马来酸酐,与未处理的木粉复合,制得木塑复合材料。实验结果表明,改性LLDPE的结晶度下降,随着木粉的加入结晶度又有所增加,复合材料的拉伸强度、延展性和耐蠕变性能都因为接枝马来酸酐而有一定程度的提高。

朱晓群等[8]用木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备木塑复合材料,考察了木粉含量、粒度、界面相容剂用量对复合材料的力学性能和流动性能的影响。结果表明,复合材料的弯曲强度随木粉含量的增加而提高,冲击强度随木粉含量的增加而下降;弯曲强度随木粉粒度的减小显著降低,而冲击强度随木粉粒度的减小先升高后降低;界面相容剂能有效改善材料的性能。

Bengtsson等[9]采用一步法在挤出机上以过氧化二异丙苯(DCP)作为自由基引发剂将乙烯基三甲氧基硅烷接枝到PE上,同时通过自由基反应、缩合反应、氢键与木纤维结合,在PE与木纤维之间形成交联网络,提高了复合材料的韧性并改善了其蠕变行为。

Lu等[10]研究了7种不同偶联剂及其浓度对木纤维/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的影响。结果表明,复合材料的弹性模量随加入偶联剂浓度的增加先增大后减小,在3%处达到最大值;酸值、相对分子质量、浓度是3个最主要的影响因素;偶联剂的分子骨架结构也能影响木塑界面结合力。

Li T Q等[11]考察了不同润滑剂对木粉/HDPE复合材料流动性能的影响。研究表明,酯类润滑剂不仅能提高木粉在基体中的分散性,还能够起到很好的外部增塑效果。同时还发现,酯类润滑剂和马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)在提高复合材料力学性能方面有很好的协同效果,在增塑方面,一是外增塑,二是内增塑,两者互不干涉。

涂芳等[12]用模压法制备了甘蔗渣/LDPE发泡复合材料,考察了发泡剂用量、甘蔗渣含量及预热温度对发泡木塑复合材料性能的影响。结果表明,甘蔗渣的加入降低了材料的性能,且随着用量的增加降低的幅度随之增大;发泡后材料的密度有所下降,但是冲击强度有很大提高;虽然发泡造成拉伸强度和弯曲强度的降低,但由于发泡后密度也降低了,所以其比强度反而得到提高。

2.2 PP基木塑复合材料

PP基木塑复合材料也是目前研究的重点之一。已有不少文献报道了无机填料如滑石粉、硅灰石、碳酸钙填充改性PP的研究。结果表明,无机填料填充改性PP可提高其拉伸强度和弯曲强度,但其脆性增大,韧性下降,表现为断裂伸长率、冲击强度分别有不同程度的降低;而以木纤维作为填充材料改性PP,可制得力学性能较好的复合材料。

H.P.S.Akhalil等[13]研究了不同尺寸的填充物对木粉/PP复合材料吸水性和力学性能的影响。研究结果表明,添加木粉后复合材料的力学强度比纯PP的低。复合材料中木粉添加尺寸为100μm时比212μm和300μm时拉伸性能好。

Bledzki等[14,15]发现高熔体指数的PP基体树脂有助于改善泡孔的形态及其分布,并发现木纤维的长度、几何形状及其含量对复合材料中泡孔的大小、形状及分布有一定影响。放热型发泡剂有助于PP/木纤维复合材料获得良好的微泡孔结构。放热型发泡剂的用量对微泡孔结构有一定影响,其最佳用量取决于复合材料中木纤维的含量。

Renneckar等[16]用蒸汽爆破法对木粉进行处理,再与PP复合制得复合材料,并用NMR和DMA对其进行表征。NMR谱图显示,木粉表面发生化学变化。同时在复合材料中,纤维素的结晶度有所增加。通过脉冲实验可以得知,蒸汽爆破暂时可以改变木质素的排列结构,在受热的条件下,木质素可以恢复到原态。DMA谱图显示蒸汽爆破法对PP的玻璃化温度没有影响。

谭寿再等[17]对再生PP/木粉复合材料的研究发现,PP-g-MAH能增强木塑复合材料的相容性,适量木粉能提高复合材料的拉伸模量、弯曲性能和热变形温度,但是材料的冲击强度和断裂拉伸强度有所下降。

徐焕翔等[18]合成多单体接枝共聚物(GPP),将其应用于废聚丙烯(RPP)/稻康(RC)复合体系。结果表明,接枝共聚物在RC和RPP复合体系之间起到很好的桥梁作用,增强了稻糠和树脂之间的粘结性,复合材料的力学性能和热性能大大提高。

刘文鹏等[19]研究了3种相容剂和3种偶联剂在单独使用和配合使用情况下对PP/木粉(质量比50/50)复合材料力学性能的影响。相容剂PP-g-MAH、PE-g-MAH、SEBS-g-MAH对复合材料力学性能均有改善作用。偶联剂的加入对复合材料力学性能有不同程度的影响。

2.3 PVC基木塑复合材料

Bhavesh L Shah等[20]研究了天然高分子壳质和壳聚糖作偶联剂对木粉/PVC复合材料的影响。其作用机理可能是:含有氯原子的PVC材料显示酸性,分子链中含己酰氨基的壳聚糖显碱性,两者形成很好的结合,同时己酰氨基也可以与纤维素中的羟基发生反应。由于壳聚糖分子链中含有较多的己酰氨基,0.5%壳聚糖的加入,使得复合材料的弯曲强度提高了20%,弯曲模量提高了16%,复合材料的储能模量提高33%,要达到同样的增强效果,还要加入6%的壳质。

F.Mengeloglu等[21]研究了用吸热型和放热型发泡剂挤出发泡成型硬质PVC/木粉复合材料的过程,发现放热型发泡剂得到的泡孔尺寸要比吸热型发泡剂的小。他们还研究了PVC/木粉复合材料发泡制品的力学性能,发现发泡后PVC/木粉复合材料的延展性得到了提高,空隙率可达35%。但与此同时也造成拉伸弹性模量和拉伸强度的降低。

Mehdi Tajvidi等[22]研究了木粉/PVC木塑复合,研究结果表明,当木粉/PVC木塑复合材料中的PVC含量从20%提高到30%时,复合材料的平均含水量、最大吸水量均有所降低。

钟鑫等[23]采用硝酸铈铵作为引发剂在木纤维表面接枝了甲基丙烯酸甲酯。结果表明,接枝改性可以改变PVC/木粉的界面粘合性,提高复合材料的力学性能,特别是拉伸强度、冲击强度几乎要比单纯使用硅烷偶联剂处理的复合材料增加1倍,材料的韧性和强度都有较大提高。

王新波等[24]将木粉与PVC共混,同时加入相容剂POE-MAH,三者经挤出机挤出形成化学反应相容,生成PVC塑化木粉,研究了该塑化木粉的吸水性。研究表明,体系中PVC比例增加、木粉比例减小时,临界含水量变小,即吸水性变小。

Hu Shengfei等[25]将微波辐射处理过的木粉与PVC复合,研究发现复合材料的热稳定性和吸湿性,以及力学性能等都有很大的提高。此外,北京林业大学、北京化工大学、唐山塑料研究所、杭州师范大学、广东工业大学等也对木塑复合材料进行了研究。

3 木塑复合材料研究的当前问题

WPC用途广泛,价格便宜,但是要生产出各方面性能优异的产品却不太容易,主要原因是[26,27,28,29]:(1)因含有大量的亲水性基团——羟基,植物纤维具有很强的极性,而常见树脂基体通常为非极性、不亲水的,故植物纤维和树脂基体间的相容性很差,界面粘结强度低,影响了WPC的机械性能。(2)由于羟基间可形成氢键,植物纤维之间有很强的相互作用,使得其在树脂基体中的分散极差,要达到均匀分散较为困难。(3)成型加工时植物填料易降解变色,同时高分子材料也会热降解,不适合的配混和加工工艺会导致WPC的性能下降。所以生产WPC制品的关键技术是在保证植物纤维高填充量的前提下,如何确保WPC的高加工流动性、树脂与木粉之间的良好相容性,以达到最佳力学性能,最终用较低的生产成本生产出具有较高使用性能的WPC制品。

目前针对该类材料的研究方向主要集中在以下几个方面:(1)减小WPC的密度;(2)研究开发适宜于生产WPC复合材料的生产设备;(3)生产高木材填充量的WPC,以降低复合材料的成本;(4)拓宽使用回收树脂/木材复合材料的应用领域和回收树脂的种类。

4 结语