綠色建筑與綠色建材(第十六章：木塑復(fù)合材料)

綠色材料木塑復(fù)合材料

編輯ppt土是如何破壞的？如何衡量土的強(qiáng)度？如何測(cè)定土的強(qiáng)度？如何應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)？土的抗剪強(qiáng)度理論及本質(zhì)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及測(cè)試方法土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的種類及選取編輯ppt

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)材料的要求更高了，既要求其有較好的物理力學(xué)性能，對(duì)人類有親和力，又要環(huán)保。木材是一種天然生物質(zhì)材料，自古以來(lái)被人們廣泛喜愛和使用。隨著我國(guó)天然林面積的減少和“森林保護(hù)”政策的實(shí)施，木材資源困乏、質(zhì)量下降、木材價(jià)格越來(lái)越高、木材加工業(yè)的廢棄物增多以及世界林產(chǎn)品需求量的增加都使得林產(chǎn)品工業(yè)越來(lái)越迫切地感到需要尋找木材的替代品。

背景１編輯ppt

與此同時(shí)，由于世界人口的增加，固體廢棄物也越來(lái)越多，這其中包括白色污染（塑料），固體廢棄物的處理已經(jīng)成為世界范圍的難題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界農(nóng)村每年生物質(zhì)的產(chǎn)量約為300億噸，生物質(zhì)能源消耗量為13億，還有287億噸的生物質(zhì)有待于開發(fā)利用。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年至少有7億噸的農(nóng)作物廢棄物。近年來(lái)，由于其他能源進(jìn)入農(nóng)村，農(nóng)民對(duì)生物質(zhì)廢棄物往往采用燒荒的辦法處理，這引起大面積煙霧污染，人們叫苦不迭，而且嚴(yán)重影響空中和陸地交通。

背景２編輯ppt這種背景下，將木質(zhì)纖維與廢舊塑料經(jīng)過(guò)特殊處理合成新的材料，即木塑復(fù)合材料（Wood—polymerComposites，簡(jiǎn)稱WPC）也就應(yīng)運(yùn)而生了。解決之道木塑復(fù)合材料是以廢舊塑料、木粉（如木屑、竹粉、稻殼、秸稈等）為原料，按一定比例混合，并添加特制的助劑，經(jīng)高溫、擠壓、成型等工藝制成的一種新型復(fù)合材料。其性能優(yōu)良、用途廣泛、利于環(huán)保，并有廣闊的發(fā)展前景，值得大力研發(fā)推廣。編輯ppt組成成分主要原料（木材）：木屑、竹粉、稻殼、花生殼，麥秸塑料組成：聚氯乙烯(PVC)，聚乙烯PEA，聚丙烯(PPS)，聚苯乙烯(PST)，聚甲基丙烯酸甲酷（CPMM），以及聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）添加劑:偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、色素、潤(rùn)滑劑、殺真菌劑和發(fā)泡劑。下表列舉了常用助劑及其在復(fù)合材料中所起的作用。編輯ppt各種類型助劑

助劑應(yīng)用舉例熱穩(wěn)定劑防止加工過(guò)程中聚合物降解酚醛樹脂（主要）和亞磷酸鹽(次要)光穩(wěn)定劑防止紫外光對(duì)聚合物的傷害HALS(阻胺光穩(wěn)定劑);紫外光吸收劑偶聯(lián)劑改善木塑界面結(jié)合，提高強(qiáng)度，減少吸水，保持機(jī)械性能馬來(lái)酸酐改性聚烯烴潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)性能，提高生產(chǎn)效率，減少邊緣磨損硬脂酸鋅、乙烯基而硬脂酰胺色素美化制品表面，并有一定紫外防護(hù)能力混合染料殺蟲劑防止細(xì)菌真菌侵蝕異噻唑類物質(zhì)發(fā)泡劑減小材料密度和制品重量放熱型(偶氮碳胺),吸熱型（碳酸氫鈉).編輯ppt木塑復(fù)合材料制品成型編輯ppt滑坡堰塞湖—易貢湖湖水每天上漲50cm！編輯ppt主要成型方法

擠出成型、熱壓成型、注射成型

由于擠出成型加工周期短、效率高，因此擠出成型方法是一種較為常用的工藝路線。編輯ppt從木塑復(fù)合材料工藝技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看

木塑復(fù)合材料分類從原料使用方面來(lái)看，一類使用的塑料原料為純塑料或商業(yè)級(jí)塑料；另一類是使用具有一定特性的單組分廢舊塑料。從加工工藝方法來(lái)看，一類是二步成型法，

即塑料與木粉造粒后再進(jìn)行成型加工

另一類是一步成型法，即塑料與木粉混合后直接進(jìn)行成型加工。編輯ppt從成型機(jī)理方面來(lái)看一類是物理成型，即使用熱隔性粘合劑，在成型過(guò)程中將塑料與木粉粘合在一起；

另一類是物理化學(xué)成型

即通過(guò)加入添加劑，在壓力和溫度的控制下，使原料混合物同相對(duì)低分子的添加劑一起轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿訝顟B(tài)的網(wǎng)狀纖維材料。優(yōu)點(diǎn)：采用這種工藝制成的材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全是融合后重生的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，比其他工藝生產(chǎn)出的木塑產(chǎn)品的抗彎、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度要好。編輯ppt木塑復(fù)合材料性能塑料中加入木質(zhì)填料后會(huì)使其變得更硬，但經(jīng)常也是變得更脆。木塑復(fù)合材料與同等尺寸的純木材料相比，強(qiáng)度、剛度和抗蠕變能力都要差一些。但是，木塑復(fù)合材料吸水相對(duì)較少，從而具有較強(qiáng)的耐腐蝕衰老性能。加入合適的紫外吸收劑后，木塑復(fù)合材料也可以抵抗日光對(duì)材料的破壞。編輯ppt表3展示了填料用量變化對(duì)木塑復(fù)合材料物理性能的影響。性能單位ASTM標(biāo)準(zhǔn)未填充樹脂20%木填料40%木填料60%木填料熔體流動(dòng)指數(shù)g/10minD1238202.62.31.5屈服拉伸強(qiáng)度psi(MPa)D6383850(26.5)2480(17.1)2580(17.8)2250(15.5)斷裂拉伸強(qiáng)度psi(MPa)D638n/a2170(14.9)2320(16.0)2180(15.1)拉伸模量.psi(GPa)D638n/a245,000(1.7)390,000(2.7)642,000(4.4)伸長(zhǎng)率%D63819154.91.3抗彎模量psi(GPa)D790189,000(1.3)210,000(1.4)352,000(2.4)589,000(4.1)抗彎強(qiáng)度psi(MPa)D790n/a4420(30.5)5090(35.1)4310(29.7)Izod缺口沖擊強(qiáng)度f(wàn)t-lb/in(J/m)D2560.56(29.9)0.5(27.7)0.4(20.9)0.3(16.1)熱畸變溫度F(C)D648n/a113(45)127(53)143(62)編輯ppt木塑復(fù)合材料具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）易于加工。木塑材料內(nèi)含聚酯和纖維，因此具有同木材相類似的加工性能，可鋸、可釘、可刨，使用木工工具即可完成，且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料；（2）強(qiáng)度高、耐用性好。木塑復(fù)合材料具有較好的彈性模量。此外，由于內(nèi)含木質(zhì)纖維并經(jīng)樹脂固化，因而具有與硬木相當(dāng)?shù)目箟?、抗沖擊等物理機(jī)械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料；編輯ppt（3）耐水、耐腐蝕。木塑材料及其產(chǎn)品可抗強(qiáng)酸堿，耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細(xì)菌，不易被蟲蛀，不長(zhǎng)真菌；（4）可調(diào)整性強(qiáng)。通過(guò)加入不同的助劑，聚酯可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等變化，從而改變木塑材料的密度、強(qiáng)度等特性，符合抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求；編輯ppt（5）原料來(lái)源廣泛。木塑材料除了使用一定數(shù)量的助劑以外，95%以上的原料均為聚酯和木質(zhì)纖維，其來(lái)源廣，價(jià)格低廉。防腐防潮防蟲蛀尺寸穩(wěn)定性高不開裂不翹曲編輯ppt木塑復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域編輯pptPrincipiaPartners咨詢公司2003年的一項(xiàng)研究表明，北美和西歐市場(chǎng)上共有六億公斤的木塑復(fù)合材料需求量，而北美占有總需求量的85％。地板、扶手、門窗等建筑材料占有北美木塑材料需求量的80％。在北美地區(qū)，其它的主要市場(chǎng)應(yīng)用有地面鋪設(shè)（木板路和平臺(tái)）、車用部件（車用儀表板和備用輪胎罩）和工業(yè)和民用消費(fèi)品（餐桌、公園長(zhǎng)椅和墊板）木塑復(fù)合材料在亞洲同樣受到歡迎，尤其是在日本，木塑材料在平臺(tái)、地板、墻壁和室內(nèi)家具等方面的應(yīng)用越來(lái)越普及。編輯ppt圖:木塑復(fù)合材料的一個(gè)主要應(yīng)用是庭院鋪板編輯ppt圖:木塑復(fù)合材料的另外一個(gè)主要用途是碼頭結(jié)構(gòu)材料編輯ppt園林景觀類：涼亭、座椅、柵欄、鋪板等市政產(chǎn)品

編輯ppt圖：木塑園林產(chǎn)品編輯ppt圖:木塑復(fù)合材料室外產(chǎn)品編輯ppt木塑復(fù)合材料用原材料在木塑復(fù)合材料中用作基材的塑料一般有聚乙烯（特別是高密度聚乙烯HDPE）、聚氯乙烯和聚丙烯，有時(shí)候也用到聚苯乙烯和ABS塑料。根據(jù)成本、原料來(lái)源和性價(jià)比的要求，回收塑料和新塑料都會(huì)在復(fù)合材料制備中用到。塑料的使用方法因地區(qū)而異，例如，PVC在北美的使用就比在西歐要多。編輯ppt聚乙烯復(fù)合材料被廣泛用于室外家具，而聚丙烯則被用于汽車制造和日用消費(fèi)品，PVC常用來(lái)制作窗戶邊框。表1總結(jié)木塑復(fù)合材料的各種應(yīng)用及相應(yīng)所用的塑料。編輯ppt表1:木塑復(fù)合材料目前的一些應(yīng)用應(yīng)用使用樹脂復(fù)式平臺(tái)LDPE,HDPE仿木質(zhì)鵝卵石PVC門窗PVC,PS,LDPE,HDPE墊板HDPE花瓶花盆PP浴缸側(cè)壁PP工具把手PP車用內(nèi)部件PP編輯ppt家裝及建筑類：活動(dòng)房屋，窗框，門板，門襤，混凝土模板，樓梯拍手，墻壁，天棚，裝飾各種異型材，地板、家具等建材用品編輯ppt圖：木塑建筑模板編輯ppt圖：木塑裝飾面板編輯ppt在國(guó)內(nèi)，木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域包括：包裝、運(yùn)輸類：托盤、軍品和民品包裝箱、玻璃包裝箱、周轉(zhuǎn)箱，插車貨板、倉(cāng)儲(chǔ)墊板、鐵路枕木等編輯ppt編輯ppt圖:木塑復(fù)合材料包裝托盤編輯ppt圖：鐵路的枕木編輯ppt五、木塑材料的應(yīng)用及前景編輯ppt木塑材料具有耐潮、防蟲蛀等特點(diǎn)，適用于倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)使用的貨架鋪板、枕木、鋪梁、地板等。木塑材料制成的涼亭、座椅、花盆、垃圾桶等具有防水、防潮、防腐的特點(diǎn)，而且壽命長(zhǎng)、價(jià)格低；用木塑復(fù)合材料制作房屋、室外地板陽(yáng)光房碼頭、護(hù)欄等產(chǎn)品已在國(guó)外開始起步。木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域木塑材料應(yīng)用于包裝行業(yè)主要是托盤、包裝箱、集裝器具等。因而在國(guó)內(nèi)有很大的市場(chǎng)需求。編輯ppt近幾年來(lái)，由于木塑復(fù)合材料的木質(zhì)材料組成部分正在向各種其它植物纖維材料發(fā)展，它的出現(xiàn)有利于緩解目前木材資源緊缺和廢棄物回收利用困難的問題，提高產(chǎn)品的附加值，可以廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)、室內(nèi)裝飾、家電和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)方面。研究木塑復(fù)合材料是木材工業(yè)史上的革命性發(fā)