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。

2 木塑制品的性能

木塑制品可代木、节木，具有保护森林资源、维护生态平衡的功能，具有传统木材所不及的优良性能。主要体现在：

(1)无木材制品的缺陷，如木节疤、斜纹理、腐朽等。

(2)木塑制品是均质性材料，不存在顺纹、横纹的异向力学性能和径向、弦向的不同收缩率。

(3)木塑制品无论是压制、挤压、注射成型，只要有定型的模具和容样器即能一次成型。无加工剩余物，最有效地利用原材料且加工效率高。

(4)制品表面光滑、平整、坚固，并可压制出立体图案和其它要求形状，不像木材还需复杂的二次加工。

(5)加入各种着色剂或覆膜，能制得色彩绚丽的各种制品。

(6)木塑制品的抗水性、抗虫蛀性、防腐性和抗污染性远优于木材制品。采用低品质的木材能制成具有优质木材性能的制品。

3 木塑制品的制备技术

3．1压制成型工艺

压制成型这种成型方法是直接把物料送入到模具中，然后利用油压机压制成型，它分为冷料热压和热料冷压两种形式。冷料热压是将冷的粒料加入到模具中，然后对物料进行加热、加压，使之充满整个模具型腔，最后进行冷却定型；热料冷压是将挤出机挤出的熔融物料迅速送入模具中压制成型。

3．2挤出成型工艺

挤出成型先将物料预处理，然后利用单螺杆或双螺杆挤出机对物料进行混炼，最后通过机头将物料挤出成型。挤出成型方法简单，生产效率高，是目前加工木塑复合材料最主要的方法。挤出成型主要有一步法和多步法两种。

3．3注射成型工艺

注射成型将经过干燥和表面处理的木粉与基体树脂置于高速混合机中，经充分搅拌混合后注射成型；或者搅拌混合后再用单螺杆或双螺杆挤出机造粒后再注射成型，这两种方法分别称为一步法和两步法，如图1所示。一步法可省去造粒工序，但对设备的要求较高；两步法的造粒过程对物料进行了二次混合，提高了木粉在树脂基体中的分散性，而且造粒后再注射成型的方法加料较为容易，但是会使整个工艺过程比较复杂。

图1 一步法和两步法注射成型木塑复合材料工艺流程

4 木塑材料的分类

国内木塑主要的材料分为PE木塑和PVC木塑两大类。

（1）．PE木塑

PE木塑的优点：

PE木塑材料有优秀的防水性和防腐性，硬度高，受热易变型屈曲，但采用加厚或多孔空心结构效果好。

PE木塑的缺点：

1.产品室外运用生存的年限有限；现用3-5年；

2.抗氧化和抗光分解能力较差，就算加入抗氧气剂和UV借鉴剂，效果也不太理想，还会影响产品强度和色牢度；

3.产品外表颜色纯一，没有木质感，外观效果较差。

（2）PVC木塑

PVC木塑的优点：

1.PVC木塑产品可以用新料，也可以用旧料做（而PE用新料做则成本太高，产品没有办法走进市场），改性也较容易，补充的量看产质量量而定；

2. PVC可以做成低发泡的木塑产品，这样成本更低，认为合适可使用共挤形式（双料儿多料共挤或钢塑共挤），强度和木纹感都不错；

3.PVC可以二次加工多样外表纹饰或油漆涵盖UV漆，产品好看且色牢度好；

4. PVC木塑制品的防水防腐性也一样优良。

PE木塑和PVC木塑的差别

①制法不同：PE木塑产品的制备主要采取冷推法；PVC木塑产品的制备可分真空成型、冷推法和三辊遏抑。

②原料不同：PE木塑的材料主要是二、三级PE回收料加木粉、钙粉和少量改性剂。制造PVC木塑的材料主要是PVC树脂粉、PVC回收料、木粉、石粉和部分改性剂等等。

③性能不同：PE木塑产品重，硬度高、脆性大、蠕变也大。PVC木塑产品重量轻、硬度差、韧性好、有蠕变，没有PE木塑产品大。