木塑复合材料的应用及发展
木塑复合材料的应用与发展Compound wood application and development
【摘要】木塑复合材料(WPC)具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性质,是木材的理想替代品,它的出现可以减少废弃木材和塑料对城市环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。本文简要介绍了木塑复合材料的成分、特点、加工工艺、在国内外的研究现状以及应用,并对木塑复合材料的发展方向进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。
【Abstract】Wood-plastics composites (WPC) has than single wood or plastic products mo re excellent properties, is the ideal substitute of wood, it can reduce the appearance of discarded wood and plastic to the urban environment pollution, but also adapt to the m odern material compounding the law of development. This paper briefly introduced the c omposition of wood-plastics composites, characteristics and processing technology and the application development at home and abroad and the present situation of the develop ment of wood-plastics composites direction is analyzed, fully affirmed the development of wood-plastics composites of necessity and feasibility.
【关键词】木塑复合材料；应用；发展前景；
【Key words】wood-polymer composites；application；development outlook；
近几年来，全球森林资源日趋枯竭，环境保护意识日渐高涨，对木材的应用也提出了更高的要求。为了节约资源，提高木材与塑料的利用率，克服塑料和木材行业面临的难题,提高农村废弃物和固体垃圾的利用,一种将天然木材与废旧热塑性塑料合成而得到的新材料———木塑复合材料以其优异的性能得到越来越广泛的使用。
木塑复合材料是利用木粉、竹粉、果壳粉或农作物秸秆粉和塑料树脂或废旧塑料为主要原料,经高温混合、成型加工而制得的一种新型环保复合材料。木塑复合材料可以防虫蛀、抗腐蚀,无须防腐处理进而减少环境污染,而且可以被加工成各种空心型材,因此木塑复合材料被广泛应用于许多领域，是最具潜力的一种新型材料。木塑复合材料的开发与应用,具有良好的社会和经济效益。
1．主要特点
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。
2．加工工艺
木塑复合材料主要有四种加工工艺：①挤出注塑法；②无纺织成型法；③人造板加工方法；④实木浸注聚合法[1]。
挤出注塑法是采用传统的塑料制品生产工艺，该方法适用于植物纤维以粉状形态出现，要求混合体系有一定的黏度及流动性，与塑料基体熔融混合后挤出或注塑加工成型材。此方法可连续性生产，
操作方便，生产效率高，目前应用最为广泛。
无纺织成型法也叫非气流铺装成型法，即将木纤维与塑料基体在常温下混合，木纤维及其他纤维状材料经混合后通过针刺工段，用薄型无纺布衬托而制成纤维相互缠绕的低密度板坯，可根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，主要用于汽车内饰件材料。
人造板加工方法类似于普通刨花板的生产工艺，将木质材料与回收塑料混合(铺装)后再热压复合而制成。塑料既是传统人造板的改性剂也完全替代了传统人造板的粘合剂，该法适于植物纤维含量比较高的复合材料的生产[2]。
实木浸注法即以木材为基质的塑合木，将塑料单体或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。此方法研究的历史较早，采用的树脂单体有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、丙烯腈等乙烯类单体。然而此种方法制备工艺复杂，不利于商业化
应用。Loo-Teck Ng等[3]采用γ-射线引发注入木材中的MMA自由基聚合，制作木塑材料。
RashmiR.Devi,Iliao Ali等[4]采用在软木中注入单体苯乙烯、交联剂GMA、引发剂AIBN等引发聚合交联对
软木进行改性。
3．国内外木塑复合材料( WPC) 的研究现状
英国学者R.G.Raj 和B.V.Kola 采用了硬脂酸、矿物油以及马来酸酐改性后的PE 蜡对木质填料进行处理, 然后与HDPE 混合制成复合材料, 他们主要研究了添加剂的种类和填料的含量对木塑复合材料性能的
影响。试验结果表明, 马来酸酐改性后的PE 蜡能明显改善木质填料与基体间的相容性( 添加剂用量为1%时) , 随填料用量的增加, 抗冲击强度下降。但矿物油处理的填料能显著提高冲击强度。脂肪酸处理过的
填料能有效改善纤维的分布, 提高拉伸强度。
20 世纪80 年代以来, 国外一些学者从事了PVC/木粉研究, 如加拿大的B.V.KOKTV 等人研究了不同
的植物纤维表面改性方法对复合材料性能的影响, 他们研究了包覆乳胶或接枝上聚合物/ 乙烯基单体, 也
可添加各种分散剂( 如硬脂酸) 及偶联剂( 马来酸酐、亚油酸等) 。大多数情况下复合材料的机械性能得
到了提高, 其中接枝是最有效的改性方法, 偶联剂比分散剂的效果好, 亚油酸被认为是最合适的偶联剂。
加拿大多伦多大学的CHULB.PARK、LAURENT等的研究表明: 氨基硅烷偶联剂处理木粉表面比较有效,
其界面接触角提高, 表面张力降低, 木粉表面由亲水变为疏水, 增强了木粉与树脂的联结强度。
就加工设备而言, 为了更好地提高混合效果,KLTLYAN 等人采用了带有两个进料口的同向啮合双螺杆
挤出机。为了减小对植物纤维的破坏, 先将HDPE在第一个进料口放入, 然后将处理后的木粉放入第二个进
料口与已熔融的HDPE 混合。实验表明当啮合角为45 度时, 双螺杆挤出机输送能力最高, 挤出制品拉伸强
度和拉伸模量也最高。
此外, 日本、意大利、瑞士等许多国家对研究木塑复合材料越来越重视, 并竞相发明了可用于挤出、压延和注射成型的各种木塑制品。如日本已发明了木粉填充PE、PP、PVC、HIPS、ABS、尼龙等的复合材料, 可以在2020 年以后使木材的进口率减至38%。总之, 植物纤维热塑性塑料的研究近几年来发展迅速, 木塑
复合制品的性能得到了进一步提高。
我国对木塑复合材料技术也进行了多年的研究,并取得了一些阶段性的成果,北京工商大学的王澜、董洁、卜雅萍等通过模压成型方法对聚氯乙烯/ 木粉木塑发泡制品进行了研究, 分析了木粉的不同填充量, 不同处理方法, 不同增塑剂用量以及工艺条件对复合材料性能的影响。由研究结果可知: 稻壳粉含量为40 份时, 制品的综合性能较好; 稻壳粉以硅烷偶联剂处理效果较好; 随着
DOP 的用量加大, 制品的拉伸强度降低, 冲击性能和发泡性能提高; 实验中, 工艺条件的控制是一个极为重要的因素, 它直接影响制品的性能[5]。北京化工大学塑料机械塑料工程研究所的赵永生、朱复华、薛平、刘素梅等采用电镜扫描观察了3 种木粉的纤维细胞尺寸及其木粉微观形态。研究了木粉粒度、微观特性以及木粉添加量对于聚氯乙烯(PVC)木塑复合材料力学性能的影响。结果表明,木粉表面裸露的微细纤维增加和粒度减小, 有助于提高木塑复合材料力学强度; 加入
少量木粉使木塑复合材料力学性能降低, 但随着木粉添加量的增大, 木塑复合材料的抗弯性能和拉伸强度上升, 木塑复合材料的冲击强度随木粉含量增加而下降[6]。华南热带农产品加工设计所刘惠伦等研究了剑麻短纤维和环氧化天然橡胶( ENR) PVC 共混比对剑麻短纤维补强, ENRPVC 复合材料性能的影响。结果表明, 该复合材料具有较高的硬度和纵向拉伸强度, 较低
的扯断伸长率且扯断永久变形, 良好的耐油和耐老化性, 剑麻短纤维的用量宜为30 份, ENR PVC 共混比宜为70 30[7]。在木塑复合材料的生产过程中, 偶联剂的选择会对木塑复合材料的性
能产生很大的影响。为了解决这个问题, 中国林业科学研究院的秦特夫、黄洛华等人以铝酸酯为偶联剂对木粉进行表面改性处理后制备的木粉/ 聚丙烯复合材料的力学性能和形态学特征进行
了研究。结果表明: 铝酸酯偶联剂可以增加木塑复合材料的抗冲击强度, 但会对复合材料的抗拉强度和抗弯强度造成负面的影响[8]。许民、谭海彦、姜晓冰、赵博则研究了马来酸酐(偶联剂1)
和异氰酸酯(偶联剂2)对木塑复合材料性能的影响。确定木材纤维与热塑性聚合物的比例7:3、复合材料的设计密度为0.7g cm3,在热压温度175℃、热压时间8min、偶联剂1 或偶联剂2 加入比例均为2%的试验条件下, 对比分析偶联剂产生的作用。结果表明: 偶联剂2 对复合材料的力学性能影响显著; 对于同一种偶联剂, 所用的热塑性聚合物材料不同, 对复合材料性能的影响也存在较大的差异[9]。除了偶联剂外, 润滑剂也会对木塑复合材料制品的性能产生巨大的影响。同济大学材料学院的方晓钟、黄旭东、钟世云等讨论了两种润滑体系在PE 木塑复合材料中的应用, 测试了材料的力学性能和加工性能。结果发现, 润滑剂需用量约为2%, 并保持物料较快塑化、形成较大的挤出压力, 才能使PE 木塑复合材料获得较高的挤出速度和较好的外观质量, 产品的力学性能则基本不受润滑剂品种的影响[10]。
此外, 人们还通过各种不同的方法改进木塑复合材料的性能。四川大学的杨鸣波等人使用了一种含酯键的表面活性剂处理秸秆粉, 制备秸秆PVC 木塑复合材料, 研究结果表明秸秆PVC 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随秸秆含量增加而下降, 但下降幅度较小, 其所选的处理剂对复合材料的力学性能、加工性能有较好的改善作用。浙江大学的方征平等人研究了乙烯———丙烯酸共聚物( EAA)对线型低密度聚乙烯木粉复合材料力学性能的影响, 并与其他几种弹性体的影响进行了对比, 发现EAA 对体系有很好的增容作用, 能明显提高材料的拉伸强度和冲击强度[11]。中科院广州化学所的廖兵等人采用化学改性方法, 研究接枝上有机氰乙基后对PVC 木纤维复合材料力学性能的影响。由于木纤维含有许多———OH 基团, 使它表面是亲水的, 与PVC 表面亲和性极差, 通过接枝反应, 可将木纤维上的OH 基团接枝上有机基团
-CH2-CH2-CN, 使木纤维表面变成亲油性质, 提高了木纤维与PVC 两者界面粘着力, 同时也
使木纤维在复合材料中更易分散, 从而能大大提高复合材料的拉伸强度和冲击强度。广东工业大学的李思良、刘易凡、陈璞研究表明: 采用A151 对木粉进行表面处理, 通过在植物纤维热塑性树脂(HDPE)的界面形成化学键合作用, 可有效改善植物纤维热塑性树脂的界面胶接作用和提高植物纤维热塑性树脂复合材料的力学性能。中国石化齐鲁股份有限公司树脂研究所的苑东兴、刘容德、史贞、彭珍珍采用木粉对聚乙烯(PE)进行改性, 研究了树脂牌号、引发剂、接枝单体对相容剂性能的影响, 以及木粉的粒径、水含量及相容剂用量等因素对聚乙烯木粉复合材料性能的影响,
通过SEM(扫描电镜)对材料结构进行了表征[12]]。
4．全球木塑复合材料市
场发展强劲
北美是目前世界塑木复合材
料市场最大的地区。美国
PricipiaPartners 咨询公司指出,
2001 年仅北美市场用量就达32
万吨, 预计2005 年前需求量将以
两位数速率递增, 2005 年用量将
比2001年翻番, 其中铺板( 包括
平台、路板、站台、垫板) 用量就
占总用量的60%以上。除铺板外,
还有护墙板、天花板、装饰板、踏
脚板、壁板、高速公路噪音隔板、
海边铺地板、建筑模板、防潮板,
均可使用塑木复合板材。此外, 还
可用于装饰边框、栅栏和庭园扶手、
包装用垫板和组合托盘, 以及家俱( 包括室外露天桌椅) 、船舶坐舱隔板、办公室隔板、贮存箱、花箱、活动架、披叠板、百页窗等。St randex 公司指出, 由于塑木复合材料是环保型材料, 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,所以塑木窗框替代PVC 窗框是个巨大的市场和机会。因此有人认为, 木塑制品替代PVC 和其他塑料制品, 会像以前塑料制品替代木制品一样快速增长[13]。
总之, 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, 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旧木材和塑料, 用此技术生产出来的木塑复合材料可替代木材使用, 有力地缓解了我国森林资源贫乏所造成的窘境。木塑复合材料生产技术既符合国家经济形势发展的需要, 也符合国家的产业政策, 而且产品使用范围广。因此,
可以相信木塑复合材料是一种极具发展前途的材料, 也是一项有生命力有市场开发前景的创新
技术, 具有广阔的市场前景、良好的经济效益和社会效益。
参考文献
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木塑复合材料概述汇总
木塑复合材料 摘要：木塑复合材料具有比单独的木质材料和塑料产品更优异的品质，是实木的理想替代品，它的出现可以减少废弃木料和塑料对环境的污染，也适应现代材料复合化发展的规律。本文介绍了木塑复合材料的定义、特点、加工工艺、分类和应用以及未来发展的趋势，并对木塑复合材料的优缺点进行了分析，充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。 关键词：木塑；性能；加工工艺；分类；应用；发展趋势 随着森林资源的减少，木材供应量逐渐下降，已不能满足人们的生产生活需要。同时，塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料，添加部分相关改性剂，经挤出成型为板材、型材、管材而成。此类产品可替代相应木制品，人们由此可节约大量的森林资源，处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉，故可大大有利于保护并改善生态环境，是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。 1 木塑复合材料定义及特点 1.1 木塑复合材料的定义 木塑复合材料是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为主原料，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，配混一定比例的塑料基料，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料，目前国内外对此称谓不一，也有将其称之为：塑木、环保木、科技木、再生木、聚合木、聚保木、塑美木或保利木，英文名称：Wood-Plastic Composites,缩写为WPC。一般说来，以生物质材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料，或以塑料原料为基添加一定比例的生物质材料制成的材料，均可称为木塑复合材料。 1.2 木塑复合材料的特点： (1)原料资源化，其生物质材料部分基本分为废弃物利用，来源广泛，价值低廉；塑料组分要求不高，新、旧料或混合料均可，充分体现了资源的综合利用和有效利用； (2)产品可塑化，木塑产品为人工整体合成制品，可根据使用要求随机调整产品工艺和配方，从而生产出不同性能和形状的材料，其型材利用率接近100%； (3)应用环保化，木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均环保安全，无毒无害，其生产加工过程中也不会产生副作用，故对人体和环境均不构成任何危害； (4)成本经济化，即木塑制品实现了低价值材料向高附加值产品的转移，不仅维护费用极低，而且产品寿命数倍于普通天然木材，综合比较具有明显的经济优势； (5)回收再生化，即木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用，且不会影响产品使用性能，能够真正实现“减量化、再生化、资源化”的循环经济模式。
木塑复合材料
***公司 年产1万吨木塑复合材料技改项目资金申请报告
编制时间：2011年11月 第一章项目单位基本情况及财务状况 1.1项目单位基本情况 ***公司是***人民政府2007年重点招商引资的一家以发展红椿木种植及林产品精加工的涉林企业。企业于2009年入住***工业园区，注册资金1000 万元。主要从事林地流转,发展红椿木种植基地和林产品精加工。公司于2009年被增补授予“***林业产业化龙头企业”称号。 企业现在拥有木材加工厂两座，一座是位于***的木材粗加工厂，一座是位于***木材精加工厂。厂区占地面积总计21938.4平方米。至2010年底公司已投入资金2000余万元，建设宿舍楼及钢结构厂房9446.71平方米，引进先进的木材精加工设备35台套。 企业现阶段主要产品是出口包装箱的围板，连接板及托盘，通过采取销售联盟合作方式产品远销欧美市场，公司已与***木业包装、江苏***木业、江苏***木业签订10年的产业基地、技术、销售三联盟合作协议。通过不断的技术革新，公司已形成年加工2万方的木材加工能力。公司2010年完成销售2561万元。 企业现有职工136人；其中工程技术人员19人。公司领导班子共7人，其中总经理1人，副总经理3人，经理助理1人，工会主席1人，监事会人员1人，公司管理层平均年龄35岁，全部具有大专及以上学历。 企业通过现代社会先进的管理模式与经验，企业管理正步入科学化、人性化。企业有严谨的人、财、物、生产、技术、经营、管理制度，产品生产成本核算可以量化、细化到每一道细小环节，为独成本核算提供科学、切实可行的依据。 ***公司拟在现在现有厂区设备基础上，进行年产1万吨木塑复合材料项目技改，截止2011年11月，已初步完成地坪整理及钢结构厂房建造，项目进度完成40%。 1.2项目单位财务状况 ***公司经过不断的连续投入与飞速发展，截止2010年底公司总资产已达到3946万元。各类财务数据详见下表：
复合材料的发展和应用
复合材料的发展和应用 复合材料的发展和应用 具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候 论文格式论文范文毕业论文 全球复合发展概况复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电气、、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道
的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止，我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中，只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平，且拥有自主知识产权，形成了小规模的产业，现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来，荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场，年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，主要有长纤维增强粒料、连
木塑复合材料
木塑复合材料 一，木塑复合材料定义 以木材为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。又称WPC. 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。 如下图所示
二，木塑复合材料的主要特点 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。随着对木塑复合材料的研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点，徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T24137和ASTM D7031；ASTM D7032；BS DD CEN/TS15534-3的要求 三，木塑复合材料适用范围 木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用，其中运用最广泛的是在建筑产品方面，占木塑复合用品总量的75%。 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;铁路枕木、矿井坑木;军事用具、武器附属品；计算机、电视机、洗衣机、冰箱等家电物品的外壳；汽车配件等。将来使用最大市场是逐步替代塑钢、铝合金建材市场
最新版木塑复合材料(WPC)可行性研究报告
木塑复合材料（WP）C 项 目 建 议 书 二0 一一年九月
二、项日提出的背景和发展概况 三、项目研究的依据 四、项日建设的必要性和意义 五、项目建设的有利条件 六、产品市场预测和项目建设规模 七、工程技术方案 八、环境保护与劳动安全 九、项目进度安排 十、投资估算和资金筹措 H^一、经济效益和社会效益分析十二、财务与敏感性分析 十三、结论及建议
第一章项目概况 一、项目名称：木塑复合材料（WPC ）项目 二、承办单位：** 木业有限公司 三、项目负责人：** 四、项目性质：新建 五、建设地址：** 六、建设规模： 项目占地8000 平方米。新建厂房4200 平方米，办公楼1600 平方米，宿舍900 平方米，仓库1800 平方米，购进先进设备。建设年产1.5 万吨木塑复合材料生产线。 七、项目总投资与资金筹措： 项目总投资人民币3600 万元，固定资产投资2800 万元，流动资金800 万元。资金为企业自筹。 项目分二期实施，计划第一期（2011 年12 月-2012 年 5 月）投资800 万元，在** 经济区内规划整理土地15 亩，进行基础设施的建设。第二期（2012 年6 月-2013 年5 月）投资1800 万元完善基础设施建设和购进设备进行试生产。 八、项目经济效益分析： 该项目顺利投产后预计年销售额5000 万元，生产成本投入2840 万元。销售税金及附加560 万元。年实现利润2040 万元。项目投资回收期为 2.45 年，投资利润率为40.8% 。 九、合作方式：独资或合资 第二章项目提出的背景和发展概况 一、项目建设背景和意义 随着人们环保意识的加强，要求保护森林资源，减少利用新木材的呼声日趋高涨，回收利用成本低的废旧木材和塑料成为工业界和科学界普遍关注的问题，促进和推动了对木塑复合材料WPC （Wood Plastic Composite）的研究和开发工作，并取得了实质性进展，其应用也呈加速发展态势。 众所周知，废木材和农业纤维以前都只能焚烧处理，产生的
碳纤维及其复合材料的发展及应用_上官倩芡
第37卷第3期上海师范大学学报(自然科学版)Vol.37,N o.3 2008年6月J ou rnal of ShanghaiNor m alUn i versity(Natural S ci en ces)2008,J un 碳纤维及其复合材料的发展及应用 上官倩芡,蔡泖华 (上海师范大学机械与电子工程学院,上海201418) 摘要:叙述了碳纤维的结构形态、分类以及在力学、物理、化学方面的性能,介绍了碳纤维增强复合材料的特性,着重阐述了碳纤维增强树脂基复合材料中基体的分类、选择和应用,指出了碳纤维及其复合材料进一步发展的趋势. 关键词:碳纤维;复合材料 中图分类号:O636文献标识码:A文章编号:1000-5137(2008)03-0275-05 碳纤维作为一种高性能纤维,具有高比强度、高比模量、耐高温、抗化学腐蚀、耐辐射、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能.此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1~3].碳纤维既可用作结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用.因此碳纤维及其复合材料近几年发展十分迅速.本文作者就碳纤维的特性、分类及其在复合材料领域的应用等内容进行介绍. 1碳纤维特性、结构及分类 碳纤维是纤维状的碳材料,由有机纤维原丝在1000e以上的高温下碳化形成,且含碳量在90%以上的高性能纤维材料.碳纤维主要具备以下特性:1密度小、质量轻,碳纤维的密度为1.5~2g/c m3,相当于钢密度的1/4、铝合金密度的1/2;o强度、弹性模量高,其强度比钢大4~5倍,弹性回复为100%;?热膨胀系数小,导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂;?摩擦系数小,并具有润滑性;?导电性好,25e时高模量碳纤维的比电阻为775L8/c m,高强度碳纤维则为1500L8/c m;?耐高温和低温性好,在3000e非氧化气氛下不熔化、不软化,在液氮温度下依旧很柔软,也不脆化;?耐酸性好,对酸呈惰性,能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀[4~7].除此之外,碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性. 碳纤维的结构取决于原丝结构和碳化工艺,但无论用哪种材料,碳纤维中碳原子平面总是沿纤维轴平行取向.用X-射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构,而是属于乱层石墨结构[8],如图1所示.构成此结构的基元是六角形碳原子的层晶格,由层晶格组成层平面.在层平面内的碳原子以强的共价键相连,其键长为0.1421n m;在层平面之间则由弱的范德华力相连,层间距在0.3360~0.3440n m之间;层与层之间碳原子没有规则的固定位置,因而层片边缘参差不齐.处于石墨层片边缘的碳原子和层面内部结构完整的基础碳原子不同.层面内部的基础碳原子所受的引力是对称的,键能高,反应活性低;处于表面边缘处的碳原子受力不对称,具有不成对电子,活性 收稿日期:2008-01-04 基金项目:上海市教委科研基金项目(06D Z034). 作者简介:上官倩芡(1974-),女,上海师范大学机械与电子工程学院副教授.
木塑复合材料
物流管理1班 木塑复合材料 木塑复合材料是以废旧塑料、木粉为原料，按一定比例混合，并添加特制的助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料。其性能优良、用途广泛、利于环保，并有广阔的发展远景，值得大力研发推广。 木塑复合材料的加工工艺：木塑材料的技术特点是把两大类差异较大的不同材料相互混合在一起，即将木材塑料合二为一成复合材料。 木粉作为塑料的一种有机填料，具有来历广泛、价格低廉、密度低、绝缘性好等许多其他无机填料所无法相比的优良性能。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用，主要原因在于：一是与基体树脂的相容性较差；二是在熔隔的热塑性塑猜中分离效果差，造成活动性差和挤出成型加工困难。由于木粉中主要成份是纤维素，含有大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使木粉具有吸水性，且极性很强。而热塑性塑料多数为非极性，具有流水性，所以二者之间的相容性较差，界面的粘接力很小，需要通过使用添加剂改性塑料和木粉的表面，进步它们之间界面的亲和力。改性的木粉具有加强性质，能够很好地传递填料与塑料之间的应力，从而到达加强复合材料强度的作用。 挤出成型、热压成型、注射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线路。 从木塑复合材料工艺技术特点来看，主要有以下几类：从原料使用方面来看，一类使用的塑料原料为纯塑料或贸易级塑料；另一类是使用具有一定特性的单组分废旧塑料。从加工工艺方法来看，一类是二步成型法，即塑料与木粉造粒后再进行成型加工；另一类是一步成型法，即塑料与木粉混合后直接进行成型加工。 从成型机理方面来看，一类是物理成型，即使用热隔性粘合剂，在成型过程中将塑料与木粉粘合在一起；另一类是物理化学成型，即通过加入添加剂，在压力和温度的控制下，使原料混合物同相对低分子的添加剂一起转变为高分子状态的网状纤维材料。采用这种工艺制成的材料，内部结构完全是融合后重生的网状分子结构，比其他工艺生产出的木塑产品的抗弯、抗压、抗冲击强度要好。木塑复合材料的性能特点与应用： 木塑复合材料具有如下优点：易于加工。木塑材料内含聚酯和纤维，因此具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木匠工具便可完成，且握钉力明显优于其他合成材料；强度高、耐用性好。木塑复合材料具有较好的弹性模量。另外，由于内含木质纤维并经树脂固化，因而具有与硬木相当的抗压、抗冲击等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料；耐水、耐腐蚀。木塑材料及其产品可抗强酸碱，耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不容易被虫蛀，不长真菌；可调整性强。通过加入不同的助剂，聚酯可以发生聚合、发泡、固化、改性等变化，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，符合抗老化、防静电、阻燃等特殊要求；原料来历广泛。木塑材料除了使用一定数目的助剂以外，95%以上的原料均为聚酯和木质纤维，其来历广，价格低廉。 木塑复合材料应用于包装行业主要是托盘、包装箱、集装用具等。仅以托盘为例，目前，北美地区托盘用量每一年高达 2 亿多个；日本托盘用量每一年约 600 万个；据预测，往后几年内我国木托盘的年均匀使用量可能会突破 2000 万个。因而在国内外有很大的市场需求。 木塑材料因具有耐潮、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。在我国，仓储行业应用木塑材料虽刚开始，但需求量却在迅速增加。
复合材料的发展前景,发展与应用
复合材料的发展及应用 随着科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高,越来越严和越来越多的要求。在许多方面，传统的单一材料已不能满足实际需要。这时候复合材料就出现在了这百家争鸣的舞台上。 基本概论 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。此定义来自ISO。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。从上述定义中可以看出，复合材料是两个或多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合，复合后的产物为固体时才称为复合材料。所以我们可根据增强材料与基体材料的名称来给复合材料命名，增强基体复合材料。如：玻璃钎维环氧树脂复合材料，可写作玻璃/环氧复合材 料。 分类与性能 按增强材料形态分类可分为（1）连续纤维复合材料；（2）短纤维复合材料；（3）粒状填料复合材料；（4）编织复合材料。按增强纤维种类分类可分为（1)玻璃纤维复合材料；（2）碳纤维复合材料；（3）有机，金属，陶瓷纤维复合材料。在此篇文章中主要讨论以基体材料分类的几种复合材料。1.聚合物基复合材料——比强度，比模量大；耐疲劳性好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；
有很好的加工工艺性。2金属基复合材料——高比强度，高比模量；导热，导电性能；热膨胀系数小，尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮，不老化，气密性好。此外还有陶瓷，水泥基复合材料，都有与上类似的特点。 基体材料 一：金属材料 选择基体的原则：使用要求，组成特点，基体金属与增强物的相 容性。 结构复合材料的基体：450℃以下的轻金属基体（“铝基和镁基”用于航天飞机，人造卫星，空间站，汽车发动机零件，刹车盘等）；450-700℃的复合材料的金属基体（“钛合金”用于航天发动机）；1000℃以上的高温复合材料的金属基体（“镍基，铁基耐热合金和金属间化合物”用于燃气轮机）。 二：陶瓷材料 陶瓷是金属和非金属元素的固体化合物，其键合为共价键或离子键，与金属不同，它们不含有大量的电子。一般而言，陶瓷具有比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性，抗老化性皆佳。常用的陶瓷基体主要包括玻璃（无机材料高温烧结），玻璃陶瓷，氧化物陶瓷（MgO，Al2O3，SiO2，莫来石等），非氧化物陶瓷（氮化物，碳化物，硼化物和硅化物等）。 三：聚合物材料
木塑复合材料在景观中的应用
木塑复合材料在景观中的应用 摘要：人们需求的提高促进了我国景观园林的快速发展，对景观园林也提出了更高的要求。园林绿化建设的飞速发展迫使需要大量新技术，新材料。木塑复合材料属于新型材料之一，在园林景观设计中也得到了广泛的应用。 关键词：园林；新型；材料；木塑复合材料；应用
1.引言 随着我国经济持续高速发展, 我国的城市建设再次成为了全球注目的焦点, 而园林建设逐步被人们重视起来, 其在两型社会建设中的多重功能也越来越受到社会的关注。高质量、高速度、低能耗、低成本的开展园林绿化, 是当前城市建设的迫切需要,也是园林绿化施工养护单位必须追求的目标。但是园林行业飞速发展使原来便用的施工技术和施工材料的缺点及不足逐渐显露出来, 所以园林绿化建设的快速发展迫切需要大量引进新技术、新材料、新工艺和新理念, 来提高绿化建设的水平和速度, 同时也符合节约、环保的要求。近些年来, 一些新的园林施工技术及新的材料逐步被研发出来, 这些新的技术及新的材料必将主导今后的园林绿化建设。 城市景观伴随着近现代城市的兴起与发展已经有近两个世纪的历史,城市景观中材料的发展见证了城市景观在这两个世纪的发展历程。城市景观的“材料”是构成景观的物质主体,是设计构想转化为现实景观的直接承载者。在城市景观发展过程中,景观材料的运用也是在不断发展。每一个历史阶段材料的运用与选择都有显著的时代特征。 2.定义 新型装饰材料是一种绿色、环保、节能、保温防火性能优越的新型大板墙体可与国内、外的框架结构、钢结构、异形柱结构体系配合。大大降低了生产工人的劳动强度。 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。 在美国ASTMD7031-04《评价木塑复合材料制品物理力学性能的标准指南》中木塑复合材料被定义为：主要由木基或纤维素基材料与塑料制成的复合材料。在由中国资源协会木塑复合材料专业委员会组织撰写的《中国木塑产业蓝皮书No.1》中，木塑复合材料被这样定义：木塑复合材料是以初级生物质材料为主要原料，配混一定比例的塑料基料，经特殊工艺处理后加工成型的复合材料。 前我国军用弹药外包装仍然以木箱为主，每年不仅耗费大量木材，而且木包装箱性能存在很大局限性，如强度较低、易霉腐、易虫蛀、不密封等。因此，研究性能更为优越的新型包装材料和包装结构形式极其重要。木塑复合材料具有塑料与木材的双重特性，其某些性能指标甚至优于塑料和木材，除断裂伸长率、冲击强度较低外，其他各项性能均已达到现用军用包装材料的性能指标范围。通过进一步研究改进木塑复合材料的物理机械性能，并通过合理的包装箱结构设计来提高箱体的整体强度，这种材料用于某些军品包装完全是有可能的。国内在这方面已作了一些尝试，提出一种全新的拼接方式，从结构设计和结构部件的选材两个方面来保证木塑包装箱的密封性和整体强度。 3.木塑复合材料的主要特点 木质纤维和植物纤维最初作为低成本、提高塑料刚性的改性填充材料, 而现今高性能木塑复合材料是通过不同的复合工艺生产制造,解决传统木材制品的易腐朽、虫蛀、开裂、生物降解, 以及尺寸稳定性差的问题, 且该种材料没有游离甲醛等毒性物质释放, 其产品主
复合材料的发展和应用的论文
复合材料的发展和应用的论文 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商ppg公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国gdp增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料，在北美已被大量用作托盘和包装箱，用以替代木制产品；而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维 目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃
复合材料的发展和应用(1)
复合材料的发展和应用(1) 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，20XX年欧洲的复
合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。20XX年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，20XX年的总产量约为145万吨，预计20XX年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。20XX年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到20XX年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在20XX年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，
木塑复合材料(WPC)项目建议书000培训课件
木塑复合材料（WPC） 项 目 建 议 书 **木业有限公司 二0一一年九月
目录 一、项目概况 二、项目提出的背景和发展概况 三、项目研究的依据 四、项目建设的必要性和意义 五、项目建设的有利条件 六、产品市场预测和项目建设规模 七、工程技术方案 八、环境保护与劳动安全 九、项目进度安排 十、投资估算和资金筹措 十一、经济效益和社会效益分析十二、财务与敏感性分析 十三、结论及建议
第一章项目概况 一、项目名称：木塑复合材料（WPC）项目 二、承办单位：**木业有限公司 三、项目负责人：** 四、项目性质：新建 五、建设地址：** 六、建设规模： 项目占地8000平方米。新建厂房4200平方米，办公楼1600平方米，宿舍900平方米，仓库1800平方米，购进先进设备。建设年产1.5万吨木塑复合材料生产线。 七、项目总投资与资金筹措： 项目总投资人民币3600万元，固定资产投资2800万元，流动资金800万元。资金为企业自筹。 项目分二期实施，计划第一期（2011年12月-2012年5月）投资800万元，在**经济区内规划整理土地15亩，进行基础设施的建设。第二期（2012年6月-2013年5月）投资1800万元完善基础设施建设和购进设备进行试生产。 八、项目经济效益分析： 该项目顺利投产后预计年销售额5000万元，生产成本投入2840万元。销售税金及附加560万元。年实现利润2040万元。项目投资回收期为2.45年，投资利润率为40.8%。九、合作方式：独资或合资 第二章项目提出的背景和发展概况 一、项目建设背景和意义 随着人们环保意识的加强，要求保护森林资源，减少利用新木材的呼声日趋高涨，回收利用成本低的废旧木材和塑料成为工业界和科学界普遍关注的问题，促进和推动了对木塑复合材料WPC(Wood Plastic Composite)的研究和开发工作，并取得了实质性进展，其应用也呈加速发展态势。 众所周知，废木材和农业纤维以前都只能焚烧处理，产生的二氧化碳对地球有温室效应，因此木材加工厂在努力寻
热塑性木塑复合材料
热塑性木塑复合材料 木塑复合材料( WoodPlast ic Composite, WPC)是指采用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料。与木材相比, WPC 能够连续挤出, 能够获得任意横截面; 尺寸稳定性和精确性良好, 几乎不产生废料; WPC 可以采用与木材一样的方法进行加工, 因此其户外维修的费用非常低; 为了更美观, 可以给WPC 上漆, 这一点比绝大部分塑料都要容易; 另外WPC 的户外耐久比软木要好, 使用时间预期为25~ 30 年。 热塑性塑料基体主要为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; 木纤维有废木粉、刨花、锯木; 其他植物纤维有粉碎处理过的稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、泽麻、黄麻、大麻等。废木可以从倒塌或坏死的树木获得, 也可以从传统木材加工过程中回收。木纤维和植物纤维对成型设备磨损小, 尺寸稳定性良好,电绝缘性优, 无毒, 可反复加工, 能生物降解。可见, 进行WPC 制备、加工的研究有巨大的环保意义和经济效益, 其应用有广阔的前景。 虽然木塑复合材料力学性能比木材要好，但目前TWPC大都作为非结构材料。对施工和建筑应用来说，能否在各种环境下保持所需力学性能非常重要。有人对在海水环境中腐蚀2年的TRIMAX木塑材料(HDPE类)做性能测试，没有发现翘曲等变形或开裂，尺寸变化也在生产厂商标明的允许范围内，材料的模量和强度只有很小的变化。疲劳测试中，由于木成分会升温，而塑料对温度敏感，所以木塑材料的疲劳性能难以测试。木塑材料的螺钉联结强度随温度的降低而增加。 木材是极性亲水性物质, 大多热塑性聚合物为非极性憎水性物质, 因此必须采取各种措施来提高木- 塑界面相容性。前目采用的方法主要有: 对木材进行乙酰化或硬脂酸化处理、聚甲基丙烯酸甲酯处理、马来酸酐处理等。另外由于绝大多数木材是以粉末或短纤维态与热塑性塑料复合的, 它们不易混合而易生成毛团状, 同时极性纤维与非极性塑料难以相容胶合, 造成复合体力学性能低劣。因此, 木塑复合材料在生产中的最大问题除了相容性之外还有分散性问题。相容剂可以改善木纤维在聚烯烃树脂中的分散性, 而偶联剂可以改善木纤维与树脂之间的粘结, 因而可以提高木纤维塑料复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度; 降低木纤维塑料复合材料的吸水率; 提高热塑性木纤维复合材料在湿态条件下的力学性能的保 留率以及热变形温度。用于WPC 的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。 通常认为乙酰化处理原理是纤维组分的羟基与乙酸酐的酰基反应。由于木纤维中排列紧密, 有强交联键的结晶区的羟基完全不可接触到, 因此参与反应的羟基只是纤维组分( 木质素、半纤维和无定形纤维) 的小部分。乙酰化作用能降低木材在水中的膨胀, 大大减少天然纤维的吸水, 提高界面剪切强度, 增加纤维表面自由能。纤维含量80~ 90w t%时, 乙酰化可提高尺寸稳定性。硬脂酸作为胶粘剂可对纤维表面改性。利用羧基COOH 与纤维的羟基发生酯化反应, 从而减少与水键合的羟基数量。此外, 硬脂酸的长烃链是憎水基团, 能为纤维提供特别保护。 用硅烷偶联剂对木纤维处理后, 再接枝甲基丙烯酸甲酯单体, 同时使MMA 适当聚合, 也是一种木纤维改性的方法。通常认为, 将MMA 单体在常温真空浸渍木纤维要比在非真空条件下的浸渍效果好。但若采用甲醇作为MMA 的膨胀溶解剂, 能极大提高接枝率、拉伸强度、弯曲强度和压缩强度, 并可以获得与真空条件相似效果。 马来酸酐处理后制得的WPC 硬度大大提高, 并且可以限制样品膨胀, 阻止水及蒸汽的吸收, 这方面对硬木的效果最为明显。
复合材料开发以及运用
复合材料开发以及使用 世界复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它能够发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用 范围。因为复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应 用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年 更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上持续进步，生产厂家的制 造水平普遍提升，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被很多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。所以，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备， 已经成为众多产业的必备材料。当前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高 价值产品计入，其产值将更为惊人。从世界范围看，世界复合材料的 生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中 国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，2000年欧洲的复合材料世界占有率约为32%，年产量约200万吨。与 此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增 长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万 吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在世界市场 上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化 密切相关，各国的占有率变化很大。总体来说，亚洲的复合材料仍将 继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达 180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨，欧洲汽车复合材料
木塑复合材料及其材料配方
木塑复合材料及其材料配方 木塑复合材料是采用热熔塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物作为胶粘剂，用木质粉料如木材、农植物秸杆、农植物壳类物粉料为填充料，经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。其中的热熔塑胶原料可采用工业或生活的废弃料，木粉也可以采用木材加工的下脚料、小径材等低品质木材。从生产原料的角度而言，木质塑料制品减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了农植物焚烧给环境带来的污染。复合过程中材料配方的选择涉及到如下几个方面： 1.聚合物 用于木塑复合材料加工中的塑料可以是热固性塑料和热塑性塑料，热固性塑料如环氧树脂，热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。由于木纤维热稳定较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用，尤其是聚乙烯。塑料聚合物的选择主要依据有：聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。如：聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。此外，塑料的熔体流动速率(MFI)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MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的的分布也越均匀，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。 2.添加剂 由于木粉具有较强的吸水性，且极性很强，而热塑性塑料多数为非极性的，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能力。而且，高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差，常以某种聚集状态的形式存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。同时，塑料基体也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，提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。常用的添加剂包括如下几类： a)偶联剂能使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合；同时能降低木粉的吸水性，提高木粉与塑料的相容性及分散性，所以复合材料的力学性能明显提高。常用的偶联剂主要有：异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、酞酸酯类、硅烷偶联剂、马来酸酐改性聚丙剂(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶联剂的添加量为木粉添加量的1wt%～8wt%，如硅烷偶联剂可以提高塑料与木粉的粘结力，改善木粉的分散性，减少吸水性，而用碱性处理木粉只能改善木粉的分散性，不能改善木粉的吸水性及其与塑料的粘结性。需注意的是马来酸盐偶联剂与硬脂酸盐润滑剂会发生相斥的反应，一起使用时导致产品质量和产量降低。 b)增塑剂对于一些玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂如硬度PVC，与木粉进行复合时加工困难，常常需要添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基因，在高温剪切作用下，它能进入聚合物分子链中，通过极性基因互相吸引形成均匀稳定体系，而它较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引，从而使加工容易进行。在木塑复合材料中常要加入的增
木塑复合材料的应用与发展
学号：B08152045 姓名：陈静文 2010/12/12
木塑复合材料的应用与发展 Compound wood application and development 【摘要】木塑复合材料(WPC)具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性质,是木材的理想替代品,它的出现可以减少废弃木材和塑料对城市环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。本文简要介绍了木塑复合材料的成分、特点、加工工艺、在国内外的研究现状以及应用,并对木塑复合材料的发展方向进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。 【Abstract】Wood-plastics composites (WPC) has than single wood or plastic products more excellent properties, is the ideal substitute of wood, it can re duce the appearance of discarded wood and plastic to the urban environmen t pollution, but also adapt to the modern material compounding the law of development. This paper briefly introduced the composition of wood-plastics composites, characteristics and processing technology and the application de velopment at home and abroad and the present situation of the development of wood-plastics composites direction is analyzed, fully affirmed the develop ment of wood-plastics composites of necessity and feasibility. 【关键词】木塑复合材料；应用；发展前景； 【Key words】wood-polymer composites；application；development outlook； 近几年来，全球森林资源日趋枯竭，环境保护意识日渐高涨，对木材的应用也提出了更高的要求。为了节约资源，提高木材与塑料的利用率，克服塑料和木材行业面临的难题,提高农村废弃物和固体垃圾的利用,一种将天然木材与废旧热塑性塑料合成而得到的新材料———木塑复合材料以其优异的性能得到越来越广泛的使用。 木塑复合材料是利用木粉、竹粉、果壳粉或农作物秸秆粉和塑料树脂或废旧塑料为主要原料,经高温混合、成型加工而制得的一种新型环保复合材料。木塑复合材料可以防虫蛀、抗腐蚀,无须防腐处理进而减少环境污染,而且可以被加工成各种空心型材,因此木塑复合材料被广泛应用于许多领域，是最具潜力的一种新型材料。木塑复合材料的开发与应用,具有良好的社会和经济效益。 1．主要特点 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