木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升

木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升木塑專(zhuān)委會(huì)技術(shù)顧問(wèn)許黎明2013.4安徽黃山基于原料構(gòu)成對(duì)木塑復(fù)合材料定義：A.木塑復(fù)合材料中的“木”指“木粉”，但這個(gè)“木”不僅是指木本植物，它實(shí)際是泛指所有可用的植物纖維；“粉”則是指材料的使用時(shí)的物理狀態(tài)；所謂“木粉”就是木塑中的植物纖維物料。B.木塑復(fù)合材料中的“塑”原指塑料，現(xiàn)在隨著工藝技術(shù)的提高，“塑”可以用“高分子聚合物”來(lái)慨括，故木塑材料中的“塑”并無(wú)特定的品種界線。C.“復(fù)合”有兩方面的意義，靜態(tài)的一面是指材料定型后本身所具有的物理的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，動(dòng)態(tài)的一面指它的加工工藝（但是隨著技術(shù)的發(fā)展，靜態(tài)的一面有可能會(huì)突破）。木塑復(fù)合材料原料的組成與分類(lèi)一、植物纖維任何植物都是由多種天然高分子材料組合而成，其中最主要的成分是纖維素，每年地球上大約產(chǎn)生2000億噸纖維素。作為木塑復(fù)合材料原料使用的植物纖維，是指部分適用的植物以一定的加工方式得到的短纖維狀材料，就目前的加工技術(shù)而言，它應(yīng)當(dāng)具備以下的特征：A.基于復(fù)合材料的最終應(yīng)用需求，原料本身需要含有較多的結(jié)構(gòu)性大分子成分，即纖維素成分要多；B.受制于現(xiàn)有的加工條件，原料應(yīng)較少地含有易熱降解的成分，即半纖維素、木質(zhì)素和一些小分子成分；C.材料的來(lái)源需要有廣泛性和集中性，以利于工業(yè)化集中加工。目前條件下，通用的植物纖維材料有：木粉、竹粉、糠粉及各類(lèi)農(nóng)作物秸稈粉。木塑復(fù)合材料原料的組成與分類(lèi)二、高分子聚合物木塑復(fù)合材料中使用的高分子聚合物主要是熱塑性樹(shù)脂材料，樹(shù)脂材料經(jīng)人工合成后稱(chēng)為“塑料”，具有很強(qiáng)的可塑特性。在目前的加工工藝條件下，應(yīng)用較普遍的熱塑性塑料有聚氯乙烯（PVC）和聚烯烴（PP、PE）類(lèi)，此外還有已丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）、聚氨酯（PU）、聚對(duì)苯二甲酸二乙酯（PET）、尼龍（PA）等，木塑材料中高分子聚合物的選用應(yīng)該立足于：A.穩(wěn)定的材料來(lái)源；B.合適的市場(chǎng)價(jià)格；C.符合環(huán)保的要求；D.加工的難易程度。木塑復(fù)合材料原料的組成與分類(lèi)三、輔助材料主要是指化工類(lèi)的助劑材料，從功能看，它們又可分為界面粘結(jié)劑、加工助劑和功能助劑等三個(gè)大類(lèi)。雖然木塑復(fù)合材料的助劑添加量不大，但卻必不可少，因?yàn)樗鼈兊膶?duì)木塑原料能夠最終均勻地混配，可能產(chǎn)生很大影響。木塑用原料體系建立應(yīng)該注意的問(wèn)題木塑用原料體系建立應(yīng)該注意的問(wèn)題中國(guó)木塑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方興未艾，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，原料穩(wěn)定供應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的制約已逐步顯現(xiàn)，但在木塑原材料標(biāo)準(zhǔn)化普及前，必須注意以下三個(gè)方面的問(wèn)題：一、“聚烯烴類(lèi)”塑料廢棄利用應(yīng)該說(shuō)，消化廢舊塑料肯定不是木塑產(chǎn)業(yè)一定要承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，換句話說(shuō)：木塑產(chǎn)業(yè)不必100%依賴(lài)于廢舊塑料而生存。但就目前而言，受成本、工藝和木塑材料應(yīng)用范圍的制約，廢舊塑料仍然是木塑生產(chǎn)用原料的主力。但國(guó)內(nèi)廢舊塑料的回收受原料來(lái)源、處理工藝和加工規(guī)模等條件制約，很難形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的供應(yīng)鏈。隨著木塑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該受到更多的重視。木塑用原料體系建立應(yīng)該注意的問(wèn)題二、植物纖維填充的科學(xué)配置受地理?xiàng)l件制約，各木塑企業(yè)用的植物纖維（木粉）各不相同。如果木塑產(chǎn)業(yè)要走出木塑原料僅僅是廢塑料和植物纖維混合就行的低級(jí)套路，不對(duì)占木塑原材料60%左右的填充用植物纖維進(jìn)行專(zhuān)用化處理，則提升木塑制品的質(zhì)量品質(zhì)肯定是一句空話。三、木塑生產(chǎn)過(guò)程中的二次污染和高能耗受原料品質(zhì)的限制和制品的要求，木塑生產(chǎn)過(guò)程中，特別是在原料前期處理和混配混煉過(guò)程中，添加的化學(xué)物質(zhì)過(guò)多，二次污染明顯；同時(shí)，從木塑生產(chǎn)的能耗所占成本比重（相比于單純塑料制品加工和植物纖維制品加工）看，目前的木塑生產(chǎn)可謂是高能耗。因此，擴(kuò)大木塑產(chǎn)業(yè)規(guī)模、提升木塑產(chǎn)品品質(zhì)、拓展木塑材料應(yīng)用領(lǐng)域、降低木塑生產(chǎn)的二次污染和高能耗，都迫切需要我們讓木塑生產(chǎn)用原材料走上規(guī)?；腕w系化的道路。木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升木塑原料體系的創(chuàng)建應(yīng)由兩個(gè)部分構(gòu)成：標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和成熟的原料生產(chǎn)工藝流程。木塑專(zhuān)委會(huì)為木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升做了大量工作，現(xiàn)將取得的工作成果向大家做簡(jiǎn)要介紹。1、木塑原料質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的探索和創(chuàng)建經(jīng)過(guò)近兩年的多次標(biāo)準(zhǔn)工作會(huì)議和廣泛征求意見(jiàn)，在2013年3月的標(biāo)準(zhǔn)工作會(huì)議中，最終將木塑原料標(biāo)準(zhǔn)確定為涵蓋植物纖維、塑料、木塑粒料三個(gè)部分的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，命名為：木塑用擠出原料，制定工作正在進(jìn)行。木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升2、成熟的原料加工工藝植物纖維粉體加工技術(shù)及設(shè)備經(jīng)多次論證考察，在已有的基礎(chǔ)上，木塑專(zhuān)委會(huì)又與國(guó)際上最大的谷物加工設(shè)備生產(chǎn)商瑞士布勒公司簽訂了《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，結(jié)合國(guó)家的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，共同推出了年產(chǎn)兩萬(wàn)噸的木塑專(zhuān)用植物纖維粉體生產(chǎn)線，第一條生產(chǎn)線年內(nèi)將在湖北荊州建成投產(chǎn)。該設(shè)備具有高效、節(jié)能、環(huán)保、高自動(dòng)化特點(diǎn)，具備國(guó)際先進(jìn)水平，是一條高效高產(chǎn)的植物纖維微粉化整體生產(chǎn)線。它主要針對(duì)大宗植物纖維，在設(shè)計(jì)時(shí)留有預(yù)案：即在不改變?cè)a(chǎn)線基本配置的前提下，前置輔助設(shè)備即可適用于麥、棉、麻、竹、木等不同的植物纖維的微粉化。該設(shè)備的推出，初步解決了《秸稈合成木塑材料產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃》中的產(chǎn)量、設(shè)備及產(chǎn)業(yè)布局要求，可能在木塑復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路上疏通了一個(gè)最重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，具備了產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展的條件，在木塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上具有里程碑式的意義。木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升該設(shè)備還可配套為此專(zhuān)門(mén)研發(fā)的專(zhuān)用干燥設(shè)備，該干燥設(shè)備的特點(diǎn)是：對(duì)粉體植物纖維150℃干燥3小時(shí)，去除原料中易熱降解的成分（半纖維素、木質(zhì)素和小分子成分）及水分，滿(mǎn)足木塑制品對(duì)優(yōu)質(zhì)植物纖維原料的需求；還可有效回收植物纖維中的揮發(fā)分，使之既不排入大氣污染環(huán)境，又能為生化、制藥工業(yè)提供天然優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)原料，降低加工成本負(fù)擔(dān)而且還能使之增值；能方便地對(duì)排除揮發(fā)分和水分的植物纖維進(jìn)行進(jìn)一步的改性（負(fù)離子法、偶聯(lián)劑法和著色）。該工藝為提升木塑復(fù)合材料的品質(zhì)，提供了另一個(gè)跨越發(fā)展的可能。木塑原料體系的創(chuàng)建和品質(zhì)提升3、高分子聚合物原料專(zhuān)委會(huì)認(rèn)為現(xiàn)在木塑專(zhuān)用高分子聚合物原料處理應(yīng)用有兩個(gè)技術(shù)方向，一是塑料原料的細(xì)粉化，二是部分功能性輔料的預(yù)置（專(zhuān)用改性），并在積極落實(shí)原料基地的建設(shè)；同時(shí)對(duì)聚氯乙烯體系也提出了二次粉化的工藝建議。4、關(guān)于木塑粒料專(zhuān)委會(huì)努力的目標(biāo)是在原料專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)基地的基礎(chǔ)上按照質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)木塑專(zhuān)用（擠出、注塑等）基礎(chǔ)粒料，并形成一個(gè)較為完整的原料供應(yīng)體系，從根本上打破制約木塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)木塑專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備的創(chuàng)新，為木塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)?；?、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)語(yǔ)木塑復(fù)合材料的品質(zhì)提升是木塑原料體系創(chuàng)建后的必然結(jié)果。