木纤维和木屑填充塑料可挤出生产多样型材

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-17 19:12:23点击率：

对于塑料的增强来说，除了传统的玻璃、芳香尼龙纤维和碳纤维以外，天然纤维正得到越来越多的应用。在许多情况下，木纤维和木屑填充的塑料可以是天然木料或中密度纤维板的不错替代物，它们也能开辟更为广阔的市场。木纤维与热塑性塑料一起被利用，以生产多种多样的型材产品。木料的比例可高达90%。

图1. 木塑复合物的应用
有家具、窗座和各种带

        任何所期望的剖面都能由一个生产步骤通过挤出生产出来，无需任何后加工，这意味着在生产中也可以实现成本优势（图1）。本文对这种有意思的材料组合进行综述，几年以来它已经有了全新的提升。

        昔乃添加物，今为主成分

        在加工热塑性聚合物时，木料和其它天然纤维与无机填充物和增强纤维相比，具有很多的优点。它们更轻，粘着可能性更低，当然材料是可更新的。例如，木屑可用作填充物来削减材料成本，但它也能用来改善强度或不受温度影响的尺寸稳定性。不利的方面是重量有所增多。

        木料与热塑性塑料的结合不是新玩意，但依靠新技术，木料已经由简单的添加剂，发展到承担起主成分的角色，具有全新的性能和可能性。木料挤出在美国已经被利用有几十年了，但与塑料挤出和全木料加工相比，并未赢得一个很大的市场规模。八十年代初期，以汽车业的内饰件开始了商业性应用，从那时起不断发展。国际性木塑复合材料研讨会于1991年在美国麦迪逊举行。从1990年到2000年，美国市场壮大约在135%左右，特别是在近五年发展显著。

        欧洲人挤出木纤填充型热塑料可追溯到1977年。然而在那时木料含量仅为30%。在时间进程中，这个比例有了大幅的攀升。

        “液体木料”这个用语有时被错误地用于成型木料。液体木料被用来描述利用木质素作为基本成分的材料。将木质素与天然纤维混合在一起并加热产生出能承受进一步加工的纤维复合材料。

图2. 阳台板、栏杆、篱笆、
地板等的应用

        木料面临的新竞争

        木料挤出将两种材料的优点非常有效地结合在一起。在木料的正面性能和塑料技术中用到的各种经济型加工方法之间获得了一种协合作用。然而，必须考虑到木纤材料型材的性能不能与聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC）材料的性能相比。也就是说，就窗框型材用PVC的显赫地位而言，木纤材料不会改变什么。木料挤出更多的定位于迄今被木料或中密纤维板等传统材料所涉及的市场。

        木纤型材的表面可以被镶饰、涂漆或喷涂粉末。而且，这种产品可以象木头一样被钉钉、打螺丝、钻孔或刨平，或者象热塑性塑料一样被定形和成型。木料型材的应用范围有着巨大的区别。典型应用有建筑业中的装饰件和百叶窗板、篱笆、房顶地板等（图2）。隔音是另一个潜在用途。例如木纤型材已经被用于整扇门、门框和线缆导管。还有倾向于色彩变化的趋势。

        低水平的动态提高

        木料挤出现在的年增长率达到了25%左右，北美市场是为重要的。这里约有20家制造商正在一个快速发展的市场中竞争，并主要是从事户外应用的产品。

        但是在已有生产能力和实现产能之间做出区别。例如美国在1998年有10万吨材料被挤出，而已有生产能力约40万吨。整个美国木塑复合物市场只占整个木料生产的1%以下。

        与美国的生产率相比，日本的产出率看起来要很一般。欧洲和德国已有生产能力的数据只是很粗糙的指导性数值。

        不贵的原料

        各种木质原材料之间可以有着很大的区别，例如在它们的实际形态、拉伸强度或百分含量等方面。

        材料成本与加工量、配方、当然还有材料本身有关系。所以不可能做出任何泛泛评论，但是这些产品的竞争力仍可靠这些例子表现出来：

图3. 挤出型材

        ◆ 木纤特别适合于挤出，价格约为0.2欧元/公斤；
        ◆ PP约1欧元/公斤，添加剂约2-5欧元/公斤；
        ◆ 所以每公斤复合料的整体价格低于0.5欧元/公斤。

        热固料和热塑料（尤其是PE和PP）是与木粉结合物的传统基材。但是有大量以淀粉基材为基础的新成果，看起来特别适合于户内用途（图3）。

        需要特定的工艺窗口

        加工被定位于塑料业用到的工艺。但是就加工温度而言，有几个特殊点要考虑。木纤在200℃以上的温度下因热量而受损，不可挽回地破坏了其性能。因此，只有加工温度相对较低的塑料适合用作木纤的基材塑料。PP、HDPE、LDPE、PS和PVC一般适合于木料挤出。PP于此占据着大的份量。它具有纯料和回收料都能应用的优点。而且，基材的流动性能与木料含量成比例地变化，有必要采用工艺参数。微妙的一点是塑料的塑化，因为它会破坏木料，损害产品的品质和表面结构。

        为了从木料里除去残余水份，可以利用纵列式挤出机或排气式挤出机。

        为了避免任何新的大笔投资，必须只在现有<

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