木质复合材料论文

盖国胜

（清华大学材料系粉体工程研究室，北京 100083）

研究得到国家自然科学基金“矿物颗粒表面纳米化调控及在聚合物中的填充特性”、山东滨州华晨新型建筑材料公司“一年生植物茎秆填充制备塑木复合材料的开发”和张家港联冠科技发展公司“粉体改性和塑木复合材料生产系统优化研究”等项目的支持。

一、内容简介

（一）主要特点

采用滑石粉包覆木粉，再与废旧塑料一起通过专用的塑木加工设备加工成塑木复合材料。其特点是：①在纤维表面包覆超细滑石粉可以减少复合材料挤出成型过程的内阻力，达到改善加工工艺、提高材料性能的效果。②由于添加了滑石粉，降低了黏度和能耗，提高了材料的力学和耐候、耐热性能。③以计算机辅助塑料模具分析软件设计的复合材料型材挤出专用模具，在成型过程中可有效提高产品的机械性能、尺寸精度及生产效率。④该系列设备设计合理，结构紧凑，操作简单，生产过程采用全电脑控制，自动化程度高、无污染、噪音低、单机产量高，挤出速度高。

在大量试验的基础上，从设备结构设计和系统配置优化几个方面开展了工程化的开发。

（二）综合特性与创新点

在研制开发塑木复合材料加工技术过程中，以理论研究和应用实践为基础，借鉴国内外先进技术，从国情和市场需要出发，通过优化组合，力求做到工艺合理、节能降耗，其技术创新点有以下几个方面。

1）用滑石包覆木粉，在挤出过程中可降低熔融黏度，起到润滑剂作用，改善加工工艺，降低能耗，提高塑木复合材料的综合理化性能。

2）研究了相关的滑石包覆改性工艺和配方，原材料中95%以上为废塑料、矿物粉体和农业废纤维料，降低了树脂的用量。

3）塑木复合材料及其制品兼备木材与塑料双重特性，制品的各项性能指标可与硬木产品相媲美，同时提高了产品的刚度（弹性模量）和韧性（冲击强度），产品既能承受静载、动载，又能承受冲击，性价比明显优于其他塑料或木质制品。

4）塑木复合材料可以百分之百回收再生，是真正意义上的“绿色”产品，特别适合中国可持续发展经济的需求，也是一种理想的木材代用材料。

二、推广应用

针对现有的塑木复合技术存在的挤出体系黏度大、挤出工艺差、性能有待提高，常用塑料共混设备难以满足要求等难题。清华大学与企业合作进行了一系列的研究，研制成功一系列塑木复合材料生产设备和滑石包覆木粉挤出技术，解决了上述问题，申请了具有自主知识产权的专利，实用情况良好。

目前已有4 家企业采用了该技术，通过技术的不断完善，必将具有广泛的应用对象和广阔的市场前景。

日常生活装修中，相信很多人都喜欢以木头为主要的装修材料，因为其看起比较大方简洁。但是木头由于其不防潮这一缺点，往往使用寿命都不长。尤其是在多雨的南方地区，更是不可以用木质材料。使得人们很苦恼。但是现在市面上兴起一种环保材料，就是木塑复合材料。那么木塑复合材料长什么样的呢?木塑复合材料特点有哪些呢?下面就和小编一起来看看这种新兴材料吧。

简介：

木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)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50%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。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

木塑复合材料特点如下：

木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。

1) 良好的加工性能木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。

2) 良好的强度性能木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2——5倍。

3) 具有耐水、耐腐性能，使用寿命长木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。

4) 优良的可调整性能通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。

5) 具有紫外线光稳定性、着色性良好。

6) 其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。

7) 原料来源广泛生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。

8) 可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。

木塑复合材料的优点：

(1)社会经济性好，可持续发展，特别适于我国“天然林保护”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;

(4)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，可以生物降解，保护环境;

(9)利于环境保护，可用废弃木材、农作物纤维和废弃塑料作材料;

(10)资源丰富，费用低廉，成本低。

木塑复合材料的缺点：

(1)密度高，通常为木材的2-4倍;

(2)产品的安装费用相对较高(由于复合材料的密度较大，在组装时需要使用射钉枪或自攻螺钉);

(3)耐热性和耐紫外线能力较差;

(4)制品的硬度和载荷能力较木材差。

总的来说，现如今木塑复合材料已经运用越来越广泛了，由于其外形和色彩与木质材料十分相近，而且防水性、防潮性和实用性都远远高于木质材料，所以现在得到了广大消费者的关注和认可。而且现在木塑复合材料的产量和使用量也在逐年的递增。好了，关于木塑复合材料的特点的相关介绍，小编就介绍到这里，希望对大家有所帮助哦。