Jump to content

Древесно-пластиковый композит

Древесно-пластмассовый композит

Древесно-пластиковые композиты (ДПК) представляют собой композиционные материалы, изготовленные из древесного волокна / древесной муки и термопластов, таких как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ) или полимолочная кислота (ПЛА).

Помимо древесного волокна и пластика, ДПК могут также содержать другие лигноцеллюлозные и/или неорганические наполнители. ДПК представляют собой подмножество более широкой категории материалов, называемых пластиковыми композитами из натуральных волокон (NFPC), которые могут не содержать волокнистых наполнителей на основе целлюлозы , таких как волокна целлюлозы, шелуха арахиса , кофейная шелуха, бамбук , солома , дигестат и т. д.

Химические добавки обеспечивают интеграцию полимера и древесной муки (порошка), обеспечивая при этом оптимальные условия обработки.

Компанией, которая изобрела и запатентовала процесс создания ДПК, была компания Covema из Милана в 1960 году, основанная братьями Терраньи ( Дино и Марко ). Covema производит ДПК под торговой маркой Plastic-Wood. [ 1 ] [ 2 ] Через несколько лет после изобретения Plastic-Wood компания Icma San Giorgio запатентовала первый процесс добавления древесного волокна / древесной муки в термопласты (ДПК). [ 3 ]

Использование

[ редактировать ]

ДПК, также иногда называемые композитной древесиной, по-прежнему являются новыми материалами по сравнению с долгой историей использования натуральных пиломатериалов в качестве строительного материала. Наиболее широкое использование ДПК в Северной Америке приходится на полы на открытом воздухе , но он также используется для перил, заборов, ландшафтной древесины, облицовки и сайдинга, парковых скамеек , карнизов и отделки , сборных домов под торговой маркой Woodpecker WPC. [ 4 ] оконные и дверные рамы, а также внутренняя мебель . [ 5 ] ДПК впервые появились на рынке настилов в начале 1990-х годов. Производители [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] утверждают, что ДПК более экологичен и требует меньшего ухода, чем альтернативы из массива древесины, обработанного консервантами , или массива древесины устойчивых к гниению пород. Эти материалы могут быть отлиты с деталями, имитирующими текстуру древесины, или без них. [ 11 ]

Производство

[ редактировать ]
Первая экструзионная линия для производства пластиковой древесины производства Covema.

ДПК производятся путем тщательного смешивания измельченных древесных частиц и нагретой термопластической смолы. Наиболее распространенным методом производства является экструдирование материала с приданием ему желаемой формы, хотя литье под давлением также используется . ДПК могут быть изготовлены как из первичных, так и из переработанных термопластов, включая полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС), полистирол (ПС), и полимолочная кислота (PLA). ДПК на основе полиэтилена являются наиболее распространенными. Добавки, такие как красители , связующие агенты , УФ-стабилизаторы , пенообразователи , пенообразователи и смазочные материалы , помогают адаптировать конечный продукт к целевой области применения. Из экструдированных ДПК изготавливаются как сплошные, так и полые профили. Также производится большое разнообразие деталей, отлитых под давлением, от автомобильных дверных панелей до чехлов для мобильных телефонов.

На некоторых производственных предприятиях компоненты объединяются и обрабатываются в экструдере-грануляторе, который производит гранулы из нового материала. Затем гранулы повторно плавятся и им придается окончательная форма. Другие производители изготавливают готовую деталь за один этап смешивания и экструзии. [ 12 ]

Из-за добавления органических материалов ДПК обычно обрабатываются при гораздо более низких температурах, чем традиционные пластмассы, во время экструзии и литья под давлением. Например, ДПК обычно обрабатываются при температурах примерно на 28 ° C (50 ° F) ниже, чем тот же материал без наполнителя. Большинство из них начнет гореть при температуре около 204 °C (400 °F). [ 13 ] Обработка ДПК при чрезмерно высоких температурах увеличивает риск сдвига, возгорания и изменения цвета в результате проталкивания слишком горячего материала через слишком маленький литник во время литья под давлением. Соотношение древесины и пластика в композите в конечном итоге будет определять индекс текучести расплава (MFI) ДПК, причем большее количество древесины обычно приводит к более низкому MFI.

Древесно-пластмассовый композит – это разновидность искусственной древесины .

Преимущества и недостатки

[ редактировать ]
Композитный настил Trex

ДПК не подвержены коррозии и обладают высокой устойчивостью к гниению, гниению и атакам морского бура , хотя они поглощают воду древесными волокнами, встроенными в материал. [ 14 ] Водопоглощение более выражено у WFC с гидрофильной матрицей, такой как PLA, а также приводит к снижению механической жесткости и прочности. [ 15 ] Механические характеристики во влажной среде можно улучшить за счет обработки ацетилированием . [ 16 ] ДПК обладают хорошей обрабатываемостью, и им можно придать форму с помощью обычных инструментов для деревообработки. ДПК часто считают экологичным материалом, поскольку они могут быть изготовлены из переработанного пластика и отходов деревообрабатывающей промышленности . Хотя эти материалы сохраняют срок службы использованных и выброшенных материалов, у них есть свой значительный период полураспада; добавленные полимеры и клеи затрудняют повторную переработку ДПК после использования. [ 17 ] Однако их можно легко переработать в новый ДПК, как и бетон. Одним из преимуществ перед древесиной является способность материала принимать практически любую желаемую форму. Элемент WPC можно согнуть и зафиксировать, образуя сильные изгибы. Еще одним важным преимуществом этих материалов является отсутствие необходимости в покраске. Они производятся в различных цветах, но широко доступны в серых и земляных тонах. Несмотря на содержание целлюлозы до 70 процентов (хотя чаще встречается 50/50), механическое поведение ДПК наиболее похоже на чистые полимеры. Чистые полимеры полимеризуются без добавления растворителей. [ 18 ] [ 19 ] Это означает, что ДПК имеют меньшую прочность и жесткость, чем древесина, и их поведение зависит от времени и температуры. [ 20 ] Частицы древесины подвержены воздействию грибков, хотя и не так сильно, как твердая древесина, а полимерный компонент уязвим к разрушению под воздействием ультрафиолета. [ 21 ] Вполне возможно, что прочность и жесткость могут быть снижены в результате циклического замораживания-оттаивания, хотя испытания в этой области все еще проводятся. Некоторые составы ДПК чувствительны к окрашиванию различными агентами.

Сэндвич-панели ДПК

[ редактировать ]

Плиты ДПК демонстрируют хорошие эксплуатационные характеристики, но монолитные композитные листы относительно тяжелые (чаще всего тяжелее, чем чистый пластик), что ограничивает их использование в тех случаях, когда малый вес не важен. ДПК в виде композита с сэндвич-структурой позволяет сочетать преимущества традиционных древесно-полимерных композитов с легкостью технологии сэндвич-панелей. Сэндвич-панели ДПК состоят из древесно-полимерной композитной оболочки и, как правило, полимерной сердцевины низкой плотности, что приводит к очень эффективному увеличению жесткости панели. Сэндвич-панели из ДПК используются в основном в автомобилестроении, транспорте и строительстве, но также разрабатываются и мебельные применения. [ 22 ] Новые эффективные и зачастую поточные интегрированные производственные процессы позволяют производить более прочные и жесткие сэндвич-панели из ДПК с меньшими затратами по сравнению с традиционными пластиковыми листами или монолитными панелями из ДПК. [ 23 ]

Проблемы

[ редактировать ]

Воздействие на окружающую среду

[ редактировать ]

Воздействие ДПК на окружающую среду напрямую зависит от соотношения возобновляемых и невозобновляемых материалов. Широко используемые полимеры на основе нефти оказывают негативное воздействие на окружающую среду, поскольку они основаны на невозобновляемом сырье и не поддаются биологическому разложению пластмасс. [ 24 ]

Опасность пожара

[ редактировать ]

Типы пластика, обычно используемые в составах ДПК, обладают более высокими пожароопасными свойствами, чем сама древесина, поскольку пластик имеет более высокое химическое теплосодержание и может плавиться. Включение пластика в состав композита приводит к повышению пожароопасности ДПК по сравнению с древесиной. Некоторые чиновники кодекса все больше обеспокоены противопожарными характеристиками ДПК. [ 25 ] [ 26 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Официальный сайт Агрипак.
  2. ^ Мир пластмассы, Том 28, Часть 2
  3. ^ Официальный сайт ICMA
  4. ^ «ЖК Социальное Жилье» . www.woodpecker.com.co.
  5. ^ Клемонс, К. (2002) «Древесно-пластиковые композиты в Соединенных Штатах: взаимодействие двух отраслей» Forest Products Journal 52 (6)
  6. ^ «Двери Бучжоушань из ДПК – полые двери из древесно-пластикового композита / Производитель дверей в сборе из Китая» . www.thewpcdoor.com . Проверено 8 февраля 2017 г.
  7. ^ «ПРОИЗВОДИТЕЛИ: Террасная доска, перила и ограждения» . www.wpcinfo.org . Проверено 8 февраля 2017 г.
  8. ^ «JELU — производитель композита ДПК-древесно-пластик» . ДЖЕЛУПЛАСТ . Проверено 8 февраля 2017 г.
  9. ^ «Китайский производитель и поставщик машин для изготовления профилей из ДПК» . www.abelplas.com . Архивировано из оригинала 13 марта 2018 г. Проверено 8 февраля 2017 г.
  10. ^ «Свяжитесь с 756 производителями древесно-пластиковых композитов — глобальные источники» . www.globalsources.com . Проверено 8 февраля 2017 г.
  11. ^ Представление изделий из древесно-пластикового композита WPC
  12. ^ «Производство древесно-пластиковых композитов требует высокого качества рецептуры системы подачи» . ktron.com .
  13. ^ «Древесно-пластиковые композиты – биопластики Green Dot» .
  14. ^ Старк, Н. (2001) «Влияние поглощения влаги на механические свойства композитов древесная мука-полипропилен». Журнал термопластичных композиционных материалов 14
  15. ^ Жоффр, Томас; Сегерхольм, Кристоффер; Перссон, Сесилия; Бардадж, Стиг Л.; Луенго Хендрикс, Крис Л.; Исакссон, Пер (январь 2017 г.). «Характеристика способности передавать межфазное напряжение в композитах из древесного волокна, обработанных ацетилированием, с использованием рентгеновской микротомографии». Технические культуры и продукты . 95 : 43–49. дои : 10.1016/j.indcrop.2016.10.009 . ISSN   0926-6690 .
  16. ^ Ларссон, П.; Саймонсон, Р. (1 апреля 1994 г.). «Исследование прочности, твердости и деформации ацетилированных скандинавских хвойных пород». Дерево как сырье . 52 (2): 83–86. дои : 10.1007/BF02615470 . ISSN   0018-3768 . S2CID   19529734 .
  17. ^ Гибсон, Скотт (2008). «Синтетический настил» [1] . Журнал «Ремоделирование».
  18. ^ «Что такое ультраполимеры?» . Сольвей. 2014 . Проверено 17 апреля 2014 г.
  19. ^ Каррахер, Чарльз (2014). Химия полимеров Карраера . Бока-Ратон: Тейлор и Фрэнсис. п. 232. ИСБН  978-1-4665-5203-6 .
  20. ^ Хэмель, С. (2011) Моделирование зависящей от времени реакции на изгиб древесно-пластиковых композитных материалов , диссертация, Университет Висконсина-Мэдисона
  21. ^ Моррелл, Дж. и др. (2006) «Долговечность древесно-пластиковых композитов». Деревянный дизайн Фокус 16(3)
  22. ^ «Сотовые панели ДПК» . Ренолит.com . Проверено 7 октября 2014 г.
  23. ^ «Технология сэндвич-панелей» . EconCore.com . Проверено 7 октября 2014 г.
  24. ^ Шварцкопф, Мэтью Джон; Бернард, Майкл Дэвид (2016). «Древесно-пластиковые композиты — характеристики и воздействие на окружающую среду» (PDF) . В А. Кутнаре и СС Мутху (ред.). Воздействие традиционных и инновационных лесных биопродуктов на окружающую среду, экологический след и экодизайн продуктов и процессов . Сингапур: Спрингер. стр. 19–43. дои : 10.1007/978-981-10-0655-5_2 . ISBN  978-981-10-0653-1 .
  25. ^ Информационный центр древесно-пластиковых композитов Университета штата Вашингтон, «Проблемы пожара в инженерных древесных композитах для объектов набережной ВМФ» , 46-й Международный симпозиум и выставка SAMPE, Лонг-Бич, Калифорния, май 2001 г.
  26. ^ Сеть новостей окружающей среды, «Пожарные нормы Калифорнии уделяют особое внимание проблемам пластикового настила» . 5 ноября 2007 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5a63f782bdca834b11ca348c79c4e6bf__1724933040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5a/bf/5a63f782bdca834b11ca348c79c4e6bf.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Wood–plastic composite - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)