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一种颠覆传统的新型材料发展前景分析!

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一种颠覆传统的新型材料发展前景分析!

发布日期:2016-12-27 作者: 点击:

木塑复合材料是一个年轻的、充满朝气的产业,其成长历史不到50年,落户我国10余年。经过众多木塑人多年来坚持不懈的努力,特别是在木塑复合材料成功参建北京奥运会场馆后,“木塑材料”更是声名远播,发展势头方兴未艾。木塑业界的同仁以中国人的智慧,把这个曾经的“舶来品”打造得风生水起,使年轻的木塑材料制造业成为目前我国制造业中为数不多的、能够享有与欧美发达国家制造商平等话语权的产业之一。  
木塑复合材料起源于北美地区,商业化生产已逾40年,大致经历了3个阶段,即以生产普通木塑物流运输托盘为主的第一阶段;以生产景观建材和装饰材料为主的第二阶段和以结构型部件及集约化成套建筑为主的第三阶段。利用廉价或废弃资源进行产业开发推广是木塑产业的一大特色和优势所在。从广义上讲,木塑复合材料实际上已成为以各种天然纤维材料或无机原料为基体,与各种不同树脂材料复合而成的一类新型材料。它的出现非常有利于缓解目前资源紧缺问题,特别是对森林资源的保护。
初期的木塑复合材料一直是被当作改性塑料的一个种类,但随着生产技术水平的不断提高,其制成品逐渐具备了塑料、木材、金属等单质材料的诸多优点,产品特色逐步凸现,逐渐成为一类自成体系的新型材料。它是目前新型生物质复合材料家族中最具活力的一个分支,并逐渐形成了以填充聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的结构型产品和以填充聚氯乙烯(PVC发泡)为主的装饰型产品两大分支。从产业实践和用户需求看,两大类木塑制品的发展方向均趋向于仿木质制品。而由于木塑复合材料很强的可塑性,为木塑产业与相关产业提供了一条宽阔的共生途径。  
  木塑复合材料的最大特性在于它同时具备了天然木材和树脂材料两种不同材质的基础材料的双重优点,既具有与木材相似的质感和性能(可锯、可刨、可钉、能弯曲和粘接),克服了木材尺寸稳定性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌等缺点,又避免了单纯树脂材料高温蠕变、低温易脆等不足。譬如,合格的木塑材料48小时吸水率一般在0.5%以下,具有非常好的抗水性能。所以,优质的木塑材料及其制品特别适应温差大、多水潮湿、通风不良的场所,如露天广场、盥洗间、储藏室等。另据木材专家测定:木材的平均含水率只要在19%以下时,昆虫就不能存活。而混有相当部分树脂材料,且含水率很低的木塑材料基本不具有昆虫的培养基料和生活环境,所以防蛀性能也十分优良。长沙全屋生态快装哪家好?给您推荐的是家之美全屋生态快装运营部
木塑材料的仿木情节    据木材专家研究,天然木材制品之所以在长期以来受到人类的欢迎,最重要的因素就是木材的亲和性,包括木材的舒适性、恒温性、可加工性以及外表的自然美观,特别适合人类的实用和审美需求。木材是人类发展过程中与人类最亲近的天然材料,但是森林资源的不幸遭遇也因此而生,上个世纪我国对树木无序的采伐和滥用,造成了对天然林木的过度破坏。
 根据绿色和平组织绘制的全球森林地图显示,目前我国未受侵扰的原始森林仅占国内森林总面积的2%.在我国人均森林资源仅相当于世界人均占有量1/5的状况下,政府制订了严格的控制措施,以保证森林资源的成长和恢复,以致从来以采伐森林为主业的各大森工企业举步维艰。但我国又是一个传统的木材消费大国,目前每年国内木材需求量约为3亿立方米,按历年来的消耗数据分析,国内最大限度只可能提供大约2亿立方米的木材,全国木材供应缺口大概在1亿立方米左右。
由木材与树脂材料伴生而来的木塑材料或制品具有类似天然木材的一些性能,天然木材的三大优点---材质舒适、纹理自然、气味芬芳,木塑材料均可仿成。据反映,国内曾经出现过有关机构把木塑材料当做天然木材予以扣留的情况,木塑材料对天然木材之以假乱真,由此可见一斑。

   再如以天然木材最短的一块板---防腐性来说,木材的惧水、怕潮、易霉、虫蛀等问题皆因其防腐性能差而起,而木塑材料最大的一个特点就是抗水防潮。有木塑企业出于销售宣传需要,干脆做了一个硕大的玻璃鱼缸,把木塑制品放在鱼缸里展示。木材的另一块短板则是韧性很强而刚性不足,其带来的最大问题是尺寸稳定性差。而木塑材料通过多组份原料的配比复合,能够具备水浸不涨、干燥不裂、白蚁不蛀、离火即灭、经久耐用等优势,其工艺要求还可按照市场和用户的需求随时改进。合成材料的可塑性使木塑材料具有更大的调整空间,而又能弥补一些单质材料的缺陷,譬如可能改变某些天然木材制品的不足。美国林产工业界一始就把木塑材料看作是用户无需维护就能增加木材耐用性的新型材料,并且是其成为进入市场最大的卖点。当然,除了材料本身的特性外,一个更为严峻的现实是国家环境政策的实行,以及越来越紧的木材限伐,使实木制品不得不转而寻找新的材料替代源。而与木材具有天然亲缘关系的木塑材料不能不说是最具竞争力的候选者。  

   根据国家“九五”发展计划和二0一0年“以塑代木、以塑代钢、节约资源、保护环境”的远景目标规 划,北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所与上海宸得塑胶制品合作公司经过多年的攻关与研究,成功地研制出PVC/木粉复合新材料及其制品生产技术。其特点是在PVC塑料原料中添加30-50%的木质纤维填料(木粉)和各种加工助剂如稳定剂、改性剂、润滑剂、发泡剂等,利用高速混合机混合后,经专用造粒挤出机制备成不同规格及等级的木塑颗粒,最后使用成型挤出机、模具及不同工艺生产各种形状的PVC木塑复合微发泡装饰型材。其关键技术是保证木质粉料较高填充量,以达到制品有较低的生产成本和较高的使用性能,同时由于对木粉进行了表面处理,使其能被PVC树脂很好地润湿,达到最佳结合界面。该项目符合国家新上项目要以节材、节能、安全作为发展重点,满足市场需要,填补国内空白要求的精神,符合“以塑代木”、“以塑代钢”的长期技术国策。
PVC/木粉复合材料发展很快,以其高韧性、成本低等优势正逐步取代传统的木质品。但聚氯乙烯与木粉复合后,其延展性和耐冲击性降低,材料脆性大,密度也比传统木质品高出近2倍,这些因素限制了它的广泛使用。为了消除上述缺点,通常采用添加冲击改性剂的方法提高其冲击性能,但这种方式对改善制品的延展性和降低密度几乎无效。近几年,研发方向转向微发泡成型技术,经发泡后的PVC/木粉复合材料由于存在良好的泡孔结构,可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张,从而显著提高材料的抗冲击性能和延展性,而且大大降低了制品的密度。挤出微发泡法以其成本低、效率高、耗时短和易于实现工业化等优点,

成为成型发泡塑料的主要方法。  
二、PVC/木粉复合微发泡新型材料的特性PVC/木粉复合挤出微发泡制品,兼有木材和塑料的优良特性。制品达到了真正仿木的效果。生产成本也低于木制品,它的出现将给木制品行业带来了一场革命,特别是在资源紧缺、原料价格飞涨的今天,它给塑料加工行业带来了新的生机。其特点如下  

1、具有防水性      木材本身的吸水性高达8-10%,但木粉经过表面处理后,表面形成一层高分子膜,同时木粉也被高分子材料紧密包覆,经检测结果表明本材料的吸水率小于2%,具有一定的防水性能。  

2、具有阻燃性      这与材料中聚氯乙烯的分子结构有关,因为PVC分子结构中,氯元素的含量高达56%,而氯元素本身具有离火自熄功能,通常本材料的氧指数高达35以上。  
3、防霉性能好      因为木粉经过表面处理,同时被高分子材料包覆,缺少霉菌滋生的环境。同时木粉在处理过程中,表面吸附了防霉剂,也提高了产品的防霉性能。  

4、木质感强        因为在本材料中木粉含量可达30-50%,同时通过微发泡,制品密度可控制在0.6-1.0g/cm之间,与木材的密度非常接近,内部组织较为疏松,具有天然木质感。可调配各种颜色及形状,免除色差烦恼。  

5、实用性强       具备实木所有的安全性能:可钉、可刨、可上漆(可选择免漆)。尤其适宜规模化、工厂化快速装修,快捷方便。  

6、耐腐蚀性能     木粉本身的耐腐蚀性较差,但被高分子材料包覆后,由于聚氯乙烯本身具有很好的酸碱惰性,因此本材料具有很好的耐腐蚀性。  

7、抗虫蛀         木粉经过表面处理被高分子材料包覆后,白蚁等害虫无法侵入  

8、隔音保温功能       生之木模塑化工艺制造,内部为中空型腔结构,中空结构具有隔音效果,由于木塑材料传热系数小,所以生之木门具有很好的保温功  

9、环保节能性能       生之木采用精制木粉和医用级PVC树脂作为原材料,加工过程没有有毒有害物质产生,产品安装后对环境无任何污染,是保证人体健康的无公害环保产品。而节能效果则体现在对材料的综合利用和产品生产工艺带来的成本节约,隔热保温也是节能的最好表现。

10、电绝缘性能好。


三、应用前景    

   随着人们生活水平的提高及安居工程的发展普及,家居装修的市场越来越大,对装饰装修材料的需求逐步加大,质量要求越来越高。木塑复合装饰型材作为高档次的装饰装修材料,具有极大的市场潜力。作为一种新型的木材替代品,它可以广泛应用于建筑装饰和包装等领域,如边角线、刨花板条、窗帘、门斗、地板、篱笆、踢脚板、美术板、百叶窗、镜框、相框、窗框、玩具及普通家具用品、室内门等,绝大多数的室内外装饰建材均可用PVC木塑材料来制造。特别值得指出的是,用原木加工制作装饰材料除了带来消防隐患外,还容易霉变和虫蛀,带来安全隐患。而PVC木塑彻底抛弃原木的缺点,改进了原木的不足,保留了原木特有的木质感。相比于木材,木塑材料具有防水、防火功能,从而可用于厨房、盥洗室等的装饰。同时PVC木塑材料可根据不同木种和颜色生产出不同等级、不同规格、不同颜色的制品。由于生产过程采用挤出成型,可实现自动连续生产,长度任意裁定,这是原木所不能及的。木塑制品现已引起国际上的广泛重视,被誉为绿色环保新型材料,特别是现在刚刚萌芽的集成墙板,是新型环保家装首选,将具有广阔的发展前景。


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