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木塑復(fù)合材料（wood-plastics composites,簡稱WPC）是用木纖維或植物纖維填充、增強的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點，經(jīng)擠出或壓制成型為型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。木纖維塑料配混料研究已有80多年歷史，但一直未能工業(yè)化，15年前左右，才很小量用于低值的吸聲制品。由于環(huán)境觀念的加強，美國建筑工業(yè)尋找象木一樣的替代材料（不腐蝕、不翹曲、維修方便，外觀與木材相似），而韓國和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用，都推動和加速了WPC的研究和應(yīng)用開發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)zui活躍的部門之一，新應(yīng)用開發(fā)也層出不窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于WPC巨大的潛在應(yīng)用市場，使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關(guān)注。不少國家投入力量加快開發(fā)和應(yīng)用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個“熱門”市場。
發(fā)展WPC是越來越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果,以往廢木屑、邊角料只能燃燒或作為固體垃圾處理，工業(yè)咨詢家認(rèn)為發(fā)展推動力來自合理利用地球有限資源的要求，減少原始木材用量，保護森林，回收再利用舊木粉和塑料。木纖維和植物纖維來源豐富、價廉、質(zhì)輕，對設(shè)備磨損小，尺寸穩(wěn)定性良好，電絕緣性優(yōu)，無毒，可反復(fù)加工，能生物降解。木纖維有廢木粉、刨花、鋸木，植物纖維為粉碎處理過的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等。熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC，包括新料、回收料和二者混合料。
中國是一個木材資源不豐富的國家，儲量小，產(chǎn)量滿足不了市場的需求。另外，自1998年2月開始，美國、加拿大和歐盟國家相繼對我國出口貨物的木質(zhì)包裝材料實施新的檢疫標(biāo)準(zhǔn)，要求采取薰蒸或高溫消毒處理，否則將拒絕入境，促進(jìn)和推動我國采用木塑型材做包裝用托盤為代表的制品發(fā)展。
性能
木纖維和植物纖維zui初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料，木塑塑料可充分利用資源，而且可回收利用，而材料能否回收利用已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素，因而前景看好，主要特點可歸結(jié)如下：
⑴ 耐用、壽命長，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高；
⑵ 具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生裂縫、翹曲、無木材節(jié)疤、斜紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品；
⑶ 具有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工，加工設(shè)備新投入資金少，便于推廣應(yīng)用；
⑷ 有類似木材的二次加工性，可切割、粘接，用釘子或螺栓連接固定，可涂漆，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大；
⑸ 不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會吸濕變形；
⑹ 能重復(fù)使用和回收再利用，環(huán)境友好；
⑺ 維修費用低。
缺點是韌性低于塑料母體樹脂，加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。
生產(chǎn)工藝
木塑復(fù)合材料zui先使用的生產(chǎn)工藝是混煉，再熱壓(或發(fā)泡壓制)成平板或模壓成型材?，F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝以擠出成型為主,并輔以注射成型。世界木塑制品生產(chǎn)和應(yīng)用的zui大國家是美國，其zui大制品是鋪板（decking），生產(chǎn)工藝為擠出成型，可以先配混成中間塑木粒料，然后再經(jīng)單螺桿擠出機加工成制品。然而可能的話，也可越過造粒階段，配混和擠出型材（板材）在一個設(shè)備或一組設(shè)備內(nèi)連續(xù)完成。
木塑材料（包括制品）的制備過程對WPC的性能影響很大，研究早就表明不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤，而過分的配混則會使纖維嚴(yán)重破損，都會導(dǎo)致降低WPC力學(xué)性能。另外，要防止過分剪切或高溫產(chǎn)生糊料、燒焦等問題，一步法連續(xù)工藝若脫揮（主要脫水）不佳將影響工藝的連續(xù)性和使產(chǎn)品因有氣泡而性能大幅降低。目前主要的加工設(shè)備為雙螺桿擠出機，物料在加工中停留時間比較窄，使木塑材料的加工熱歷史盡可能相近。可分為同向平行雙螺桿擠出機和異向錐型雙螺桿擠出機。
◆ 同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業(yè)稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設(shè)備，一般為組合式螺桿，可調(diào)節(jié)螺桿長徑比和構(gòu)型（捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法），靈活設(shè)置脫氣口，可以直接加工木粉或植物纖維，完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續(xù)擠出，即木粉干燥和樹脂熔融分開進(jìn)行，因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%～7%，這種工藝要求有大量符合要求水含量的木粉，并在嚴(yán)格條件下運輸和貯存，這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%～8%木粉加入擠出機主料口，擠出機前段作為脫水、脫揮裝置，然后通過側(cè)加料器加入塑料樹脂、添加劑，因此擠出機相對長，長徑比（L/D）可達(dá)44～48，其中2/3用于除水和脫揮。
美國Strandex公司在塑木復(fù)合材料建筑和結(jié)構(gòu)加工設(shè)備方面居材料地位，已經(jīng)進(jìn)行了近10年的工作，已在美國、加拿大、日本發(fā)放了8個許可證，并看好在歐洲的應(yīng)用前景，已與18家以上未來歐洲用戶洽談技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術(shù)，美國Davis-Standard、Krupp W&P等公司也生產(chǎn)塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
◆ 異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設(shè)備比，異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設(shè)備，非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比，為適應(yīng)熱敏樹脂加工要求，有許多新的特點和要求，要求螺桿設(shè)計適應(yīng)的加工范圍寬，對木纖維切斷少，樹脂少時仍能均勻分散和物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大，加料區(qū)體積比常規(guī)型號的大和長。若木粉、植物纖維加入量大，熔融樹脂剛性大，要求耐高背壓齒輪箱，螺桿推動力強，采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿，確保木纖維停留時間短，防止其斷裂和劣化。
生產(chǎn)這種設(shè)備的主要為Cincinnatti Milacron 公司，包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司，在德國的SMS公司Cincinnatti分公司。據(jù)稱前者在WPC擠出機設(shè)計和工程化方面很有經(jīng)驗，實際投放使用的設(shè)備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770kg/h。德國Cincinatti擠出機公司已公開展示其WPC用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產(chǎn)品。
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木塑復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及展望
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文章來源：中國塑料化工機械網(wǎng) 添加人：admin 添加時間：2006-11-7 8:55:37
木塑復(fù)合材料（wood-plastics composites,簡稱WPC）是用木纖維或植物纖維填充、增強的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點，經(jīng)擠出或壓制成型為型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。木纖維塑料配混料研究已有80多年歷史，但一直未能工業(yè)化，15年前左右，才很小量用于低值的吸聲制品。由于環(huán)境觀念的加強，美國建筑工業(yè)尋找象木一樣的替代材料（不腐蝕、不翹曲、維修方便，外觀與木材相似），而韓國和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用，都推動和加速了WPC的研究和應(yīng)用開發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)zui活躍的部門之一，新應(yīng)用開發(fā)也層出不窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于WPC巨大的潛在應(yīng)用市場，使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關(guān)注。不少國家投入力量加快開發(fā)和應(yīng)用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個“熱門”市場。
發(fā)展WPC是越來越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果,以往廢木屑、邊角料只能燃燒或作為固體垃圾處理，工業(yè)咨詢家認(rèn)為發(fā)展推動力來自合理利用地球有限資源的要求，減少原始木材用量，保護森林，回收再利用舊木粉和塑料。木纖維和植物纖維來源豐富、價廉、質(zhì)輕，對設(shè)備磨損小，尺寸穩(wěn)定性良好，電絕緣性優(yōu)，無毒，可反復(fù)加工，能生物降解。木纖維有廢木粉、刨花、鋸木，植物纖維為粉碎處理過的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等。熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC，包括新料、回收料和二者混合料。
中國是一個木材資源不豐富的國家，儲量小，產(chǎn)量滿足不了市場的需求。另外，自1998年2月開始，美國、加拿大和歐盟國家相繼對我國出口貨物的木質(zhì)包裝材料實施新的檢疫標(biāo)準(zhǔn)，要求采取薰蒸或高溫消毒處理，否則將拒絕入境，促進(jìn)和推動我國采用木塑型材做包裝用托盤為代表的制品發(fā)展。
性能
木纖維和植物纖維zui初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料，木塑塑料可充分利用資源，而且可回收利用，而材料能否回收利用已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素，因而前景看好，主要特點可歸結(jié)如下：
⑴ 耐用、壽命長，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高；
⑵ 具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生裂縫、翹曲、無木材節(jié)疤、斜紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品；
⑶ 具有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工，加工設(shè)備新投入資金少，便于推廣應(yīng)用；
⑷ 有類似木材的二次加工性，可切割、粘接，用釘子或螺栓連接固定，可涂漆，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大；
⑸ 不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會吸濕變形；
⑹ 能重復(fù)使用和回收再利用，環(huán)境友好；
⑺ 維修費用低。
缺點是韌性低于塑料母體樹脂，加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。
生產(chǎn)工藝
木塑復(fù)合材料zui先使用的生產(chǎn)工藝是混煉，再熱壓(或發(fā)泡壓制)成平板或模壓成型材。現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝以擠出成型為主,并輔以注射成型。世界木塑制品生產(chǎn)和應(yīng)用的zui大國家是美國，其zui大制品是鋪板（decking），生產(chǎn)工藝為擠出成型，可以先配混成中間塑木粒料，然后再經(jīng)單螺桿擠出機加工成制品。然而可能的話，也可越過造粒階段，配混和擠出型材（板材）在一個設(shè)備或一組設(shè)備內(nèi)連續(xù)完成。
木塑材料（包括制品）的制備過程對WPC的性能影響很大，研究早就表明不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤，而過分的配混則會使纖維嚴(yán)重破損，都會導(dǎo)致降低WPC力學(xué)性能。另外，要防止過分剪切或高溫產(chǎn)生糊料、燒焦等問題，一步法連續(xù)工藝若脫揮（主要脫水）不佳將影響工藝的連續(xù)性和使產(chǎn)品因有氣泡而性能大幅降低。目前主要的加工設(shè)備為雙螺桿擠出機，物料在加工中停留時間比較窄，使木塑材料的加工熱歷史盡可能相近?？煞譃橥蚱叫须p螺桿擠出機和異向錐型雙螺桿擠出機。
◆ 同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業(yè)稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設(shè)備，一般為組合式螺桿，可調(diào)節(jié)螺桿長徑比和構(gòu)型（捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法），靈活設(shè)置脫氣口，可以直接加工木粉或植物纖維，完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續(xù)擠出，即木粉干燥和樹脂熔融分開進(jìn)行，因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%～7%，這種工藝要求有大量符合要求水含量的木粉，并在嚴(yán)格條件下運輸和貯存，這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%～8%木粉加入擠出機主料口，擠出機前段作為脫水、脫揮裝置，然后通過側(cè)加料器加入塑料樹脂、添加劑，因此擠出機相對長，長徑比（L/D）可達(dá)44～48，其中2/3用于除水和脫揮。
美國Strandex公司在塑木復(fù)合材料建筑和結(jié)構(gòu)加工設(shè)備方面居材料地位，已經(jīng)進(jìn)行了近10年的工作，已在美國、加拿大、日本發(fā)放了8個許可證，并看好在歐洲的應(yīng)用前景，已與18家以上未來歐洲用戶洽談技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術(shù)，美國Davis-Standard、Krupp W&P等公司也生產(chǎn)塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
◆ 異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設(shè)備比，異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設(shè)備，非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比，為適應(yīng)熱敏樹脂加工要求，有許多新的特點和要求，要求螺桿設(shè)計適應(yīng)的加工范圍寬，對木纖維切斷少，樹脂少時仍能均勻分散和物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大，加料區(qū)體積比常規(guī)型號的大和長。若木粉、植物纖維加入量大，熔融樹脂剛性大，要求耐高背壓齒輪箱，螺桿推動力強，采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿，確保木纖維停留時間短，防止其斷裂和劣化。
生產(chǎn)這種設(shè)備的主要為Cincinnatti Milacron 公司，包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司，在德國的SMS公司Cincinnatti分公司。據(jù)稱前者在WPC擠出機設(shè)計和工程化方面很有經(jīng)驗，實際投放使用的設(shè)備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770kg/h。德國Cincinatti擠出機公司已公開展示其WPC用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產(chǎn)品。
為獲得感覺極似真木的木塑復(fù)合材料，且可承受螺釘和釘子，采用發(fā)泡技術(shù)產(chǎn)生的內(nèi)壓可以提供比非發(fā)泡材料更佳的表面清晰度和更光滑的表面輪廓。微孔發(fā)泡擠出技術(shù)的應(yīng)用，大大節(jié)約了材料成木，且密度也降低了20%～35% ;其中可采用化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡，并以物理發(fā)泡為佳:即在機頭模具注入超臨界氣體(如CO2而實現(xiàn)發(fā)泡?，F(xiàn)在可以實現(xiàn)發(fā)泡料與表面層復(fù)合料的共擠，使材料具有優(yōu)良的使用性能。另外，以聚苯乙烯/纖維為主材，由水作為發(fā)泡劑的木塑復(fù)合材料正在研究開發(fā)中。微孔發(fā)泡克服了木塑復(fù)合材料延展性和沖擊強度不足之缺點，且成本降低。
近年來值得注意的動向是，在木塑復(fù)合材料的成型工藝方面，注射成型得到了迅速發(fā)展。木塑復(fù)合材料將逐漸廣泛用于注射產(chǎn)品中。
應(yīng)用和前景
北美是目前世界木塑復(fù)合材料市場zui大的地區(qū)，產(chǎn)量節(jié)節(jié)攀升，2005年產(chǎn)量達(dá)到180萬噸。其中鋪板（包括平臺、路板、站強臺、墊板）用量就占總用量的60%以上。因其不開裂、翹曲，維修容易，外觀好，耐用。除鋪板外，還有護墻板、天花板、裝飾板、踏腳板、壁板、高速公路噪音隔板、海邊鋪地板、建筑模板、防潮板；還可做裝飾邊框、柵欄和庭園扶手、包裝用墊板和組合托盤; 家俱包括室外露天桌椅，船舶坐艙隔板、辦公室隔板、貯存箱、花箱、活動架; 開發(fā)中的制品有披疊板、百頁窗等。其它的被應(yīng)用于工業(yè)、汽車和基本建設(shè)領(lǐng)域。
由于WPC是環(huán)境友好材料，盡管目前歐洲用量不大，但因為加工廠擔(dān)心歐洲反對用PVC會由歐共體以法規(guī)形式有效地限用PVC，所以木塑窗框替代PVC窗框是個巨大市場和機會，因此有人認(rèn)為木塑制品替代PVC和其他塑料制品會象以前塑料替代木制品一樣，增長會相當(dāng)快。在歐洲，WPC除了廣泛應(yīng)用于建材之外，突出的特點是應(yīng)用于汽車工業(yè)。歐洲的汽車公司，包括大眾、沃爾沃、奧迪、寶馬等，在其生產(chǎn)的汽車?yán)锞捎昧薟PC。2005年，歐洲汽車工業(yè)消費的WPC達(dá)到7萬噸，預(yù)計2010年將達(dá)到10萬噸。由于汽車報廢新法規(guī)的頒布，汽車廠家普遍對WPC良好的回收性表示出濃厚的興趣。在歐洲，汽車的年產(chǎn)量在1600萬輛左右，如果全部采用WPC，其需求量將達(dá)到8萬～16萬噸／年。
日本擁有WPC產(chǎn)業(yè)化的成套生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，其制品廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施和運輸業(yè)，特別是住宅建材領(lǐng)域。2004年，日本全國的WPC生產(chǎn)量已經(jīng)超過20萬噸。
近兩年來，國內(nèi)WPC產(chǎn)能方面的增長速度很快，年增長率高達(dá)50％以上。2004年，全國WPC產(chǎn)量在8萬噸左右。專家們預(yù)測，在未來的10年內(nèi)，我國WPC產(chǎn)量仍將以很快的速度增長，并發(fā)展成為一個年產(chǎn)量超過1000萬噸，年產(chǎn)值達(dá)700億元人民幣的新興產(chǎn)業(yè)。
總之，塑木復(fù)合材料是一種前景看好的環(huán)保型材料，加工技術(shù)將日趨成熟和多樣化。
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美國推出新型木塑擠出機
美國Cincinnati Milacron公司zui近向市場推出了其的TC96圓錐雙螺桿擠出機。該機適用于加工木纖維和塑料合成材料，加工效率高，每小時產(chǎn)量達(dá)到1.18噸以上。
該擠出機*的高壓縮特性和低剪切力，使得它能夠提供均勻一致的熔體，從而增加高纖維材料輸入量達(dá)到70％以上，并可獲得較廣的材料加工范圍，可加工天然和合成纖維混合料、對熱和剪切力敏感的熱塑性塑料等。TC96的zui大螺桿直徑為202毫米，錐形收縮到96毫米，具有30∶1的長徑比，優(yōu)化的送料表面可以提供更快速、更均勻一致的熱量傳輸，錐形的螺桿為蓬松材料提供了一個快速送進(jìn)區(qū)，并在加工過程中有自然壓縮過程，可使木屑更有效地混合。
辛辛那提100條木塑復(fù)合材料生產(chǎn)線打入芬蘭
奧地利辛辛那提擠出公司于今年5月間向基地在赫爾辛基的芬蘭UPM集團提供了100條木塑復(fù)合材料擠塑生產(chǎn)線。
UPM集團制造各種各樣的以木材為原料的制品，提供給家具和相關(guān)行業(yè)，供室內(nèi)以及室外應(yīng)用，例如，地板、面板和異型材等。它剛剛成功地生產(chǎn)了一種新的由紙、塑料和木片組成的復(fù)合材料，其中，木片是生產(chǎn)膠合板時產(chǎn)生的副產(chǎn)品。得益于這種混和而成的預(yù)浸料坯，所得到的復(fù)合材料強度*，并能防潮，還能像木材那樣進(jìn)行各種加工。
為了加工這種復(fù)合材料，UPM集團使用一條辛辛那提擠出公司專門為適應(yīng)木塑復(fù)合材料要求推出的擠塑生產(chǎn)線。作為WPC擠塑技術(shù)的*和當(dāng)前市場的，這家維也納機器制造商在機器和加工技術(shù)方面具有極為豐富的專業(yè)知識。借助于它的Fiberex系列的錐形擠塑機以及與之匹配的下游設(shè)備，它提供真正為客戶訂制的解決方案。依靠持續(xù)不斷的改進(jìn)，辛辛那提擠出公司成功地將木材擠塑技術(shù)用于通常的異型材擠塑過程。
辛辛那提擠出公司強調(diào)指出，現(xiàn)在，甚至非對稱的、高度復(fù)雜的異型材也能以雙線加工，速度可達(dá)到5m/min。*批批量生產(chǎn)的制品進(jìn)入市場，證明木材擠出已經(jīng)成為有利可圖的行業(yè)， 在它成功引入美國市場之后，現(xiàn)在，在歐洲也有不斷增長的需求。
發(fā)展WPC是越來越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果,以往廢木屑、邊角料只能燃燒或作為固體垃圾處理，工業(yè)咨詢家認(rèn)為發(fā)展推動力來自合理利用地球有限資源的要求，減少原始木材用量，保護森林，回收再利用舊木粉和塑料。木纖維和植物纖維來源豐富、價廉、質(zhì)輕，對設(shè)備磨損小，尺寸穩(wěn)定性良好，電絕緣性優(yōu)，無毒，可反復(fù)加工，能生物降解。木纖維有廢木粉、刨花、鋸木，植物纖維為粉碎處理過的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等。熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC，包括新料、回收料和二者混合料。
中國是一個木材資源不豐富的國家，儲量小，產(chǎn)量滿足不了市場的需求。另外，自1998年2月開始，美國、加拿大和歐盟國家相繼對我國出口貨物的木質(zhì)包裝材料實施新的檢疫標(biāo)準(zhǔn)，要求采取薰蒸或高溫消毒處理，否則將拒絕入境，促進(jìn)和推動我國采用木塑型材做包裝用托盤為代表的制品發(fā)展。
性能
木纖維和植物纖維zui初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料，木塑塑料可充分利用資源，而且可回收利用，而材料能否回收利用已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素，因而前景看好，主要特點可歸結(jié)如下：
⑴ 耐用、壽命長，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高；
⑵ 具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生裂縫、翹曲、無木材節(jié)疤、斜紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品；
⑶ 具有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工，加工設(shè)備新投入資金少，便于推廣應(yīng)用；
⑷ 有類似木材的二次加工性，可切割、粘接，用釘子或螺栓連接固定，可涂漆，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大；
⑸ 不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會吸濕變形；
⑹ 能重復(fù)使用和回收再利用，環(huán)境友好；
⑺ 維修費用低。
缺點是韌性低于塑料母體樹脂，加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。
生產(chǎn)工藝
木塑復(fù)合材料zui先使用的生產(chǎn)工藝是混煉，再熱壓(或發(fā)泡壓制)成平板或模壓成型材?，F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝以擠出成型為主,并輔以注射成型。世界木塑制品生產(chǎn)和應(yīng)用的zui大國家是美國，其zui大制品是鋪板（decking），生產(chǎn)工藝為擠出成型，可以先配混成中間塑木粒料，然后再經(jīng)單螺桿擠出機加工成制品。然而可能的話，也可越過造粒階段，配混和擠出型材（板材）在一個設(shè)備或一組設(shè)備內(nèi)連續(xù)完成。
木塑材料（包括制品）的制備過程對WPC的性能影響很大，研究早就表明不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤，而過分的配混則會使纖維嚴(yán)重破損，都會導(dǎo)致降低WPC力學(xué)性能。另外，要防止過分剪切或高溫產(chǎn)生糊料、燒焦等問題，一步法連續(xù)工藝若脫揮（主要脫水）不佳將影響工藝的連續(xù)性和使產(chǎn)品因有氣泡而性能大幅降低。目前主要的加工設(shè)備為雙螺桿擠出機，物料在加工中停留時間比較窄，使木塑材料的加工熱歷史盡可能相近。可分為同向平行雙螺桿擠出機和異向錐型雙螺桿擠出機。
◆ 同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業(yè)稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設(shè)備，一般為組合式螺桿，可調(diào)節(jié)螺桿長徑比和構(gòu)型（捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法），靈活設(shè)置脫氣口，可以直接加工木粉或植物纖維，完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續(xù)擠出，即木粉干燥和樹脂熔融分開進(jìn)行，因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%～7%，這種工藝要求有大量符合要求水含量的木粉，并在嚴(yán)格條件下運輸和貯存，這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%～8%木粉加入擠出機主料口，擠出機前段作為脫水、脫揮裝置，然后通過側(cè)加料器加入塑料樹脂、添加劑，因此擠出機相對長，長徑比（L/D）可達(dá)44～48，其中2/3用于除水和脫揮。
美國Strandex公司在塑木復(fù)合材料建筑和結(jié)構(gòu)加工設(shè)備方面居材料地位，已經(jīng)進(jìn)行了近10年的工作，已在美國、加拿大、日本發(fā)放了8個許可證，并看好在歐洲的應(yīng)用前景，已與18家以上未來歐洲用戶洽談技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術(shù)，美國Davis-Standard、Krupp W&P等公司也生產(chǎn)塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
◆ 異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設(shè)備比，異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設(shè)備，非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比，為適應(yīng)熱敏樹脂加工要求，有許多新的特點和要求，要求螺桿設(shè)計適應(yīng)的加工范圍寬，對木纖維切斷少，樹脂少時仍能均勻分散和物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大，加料區(qū)體積比常規(guī)型號的大和長。若木粉、植物纖維加入量大，熔融樹脂剛性大，要求耐高背壓齒輪箱，螺桿推動力強，采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿，確保木纖維停留時間短，防止其斷裂和劣化。
生產(chǎn)這種設(shè)備的主要為Cincinnatti Milacron 公司，包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司，在德國的SMS公司Cincinnatti分公司。據(jù)稱前者在WPC擠出機設(shè)計和工程化方面很有經(jīng)驗，實際投放使用的設(shè)備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770kg/h。德國Cincinatti擠出機公司已公開展示其WPC用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產(chǎn)品。
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木塑復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及展望
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文章來源：中國塑料化工機械網(wǎng) 添加人：admin 添加時間：2006-11-7 8:55:37
木塑復(fù)合材料（wood-plastics composites,簡稱WPC）是用木纖維或植物纖維填充、增強的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點，經(jīng)擠出或壓制成型為型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。木纖維塑料配混料研究已有80多年歷史，但一直未能工業(yè)化，15年前左右，才很小量用于低值的吸聲制品。由于環(huán)境觀念的加強，美國建筑工業(yè)尋找象木一樣的替代材料（不腐蝕、不翹曲、維修方便，外觀與木材相似），而韓國和日本的紙、木材加工廠為尋找鋸木粉、廢木屑等的應(yīng)用，都推動和加速了WPC的研究和應(yīng)用開發(fā)。把木粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)zui活躍的部門之一，新應(yīng)用開發(fā)也層出不窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于WPC巨大的潛在應(yīng)用市場，使其象一種新產(chǎn)品受到人們普遍關(guān)注。不少國家投入力量加快開發(fā)和應(yīng)用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個“熱門”市場。
發(fā)展WPC是越來越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果,以往廢木屑、邊角料只能燃燒或作為固體垃圾處理，工業(yè)咨詢家認(rèn)為發(fā)展推動力來自合理利用地球有限資源的要求，減少原始木材用量，保護森林，回收再利用舊木粉和塑料。木纖維和植物纖維來源豐富、價廉、質(zhì)輕，對設(shè)備磨損小，尺寸穩(wěn)定性良好，電絕緣性優(yōu)，無毒，可反復(fù)加工，能生物降解。木纖維有廢木粉、刨花、鋸木，植物纖維為粉碎處理過的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等。熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC，包括新料、回收料和二者混合料。
中國是一個木材資源不豐富的國家，儲量小，產(chǎn)量滿足不了市場的需求。另外，自1998年2月開始，美國、加拿大和歐盟國家相繼對我國出口貨物的木質(zhì)包裝材料實施新的檢疫標(biāo)準(zhǔn)，要求采取薰蒸或高溫消毒處理，否則將拒絕入境，促進(jìn)和推動我國采用木塑型材做包裝用托盤為代表的制品發(fā)展。
性能
木纖維和植物纖維zui初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料，木塑塑料可充分利用資源，而且可回收利用，而材料能否回收利用已成為工業(yè)界選材的重要考慮因素，因而前景看好，主要特點可歸結(jié)如下：
⑴ 耐用、壽命長，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高；
⑵ 具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生裂縫、翹曲、無木材節(jié)疤、斜紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品；
⑶ 具有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行成型加工，加工設(shè)備新投入資金少，便于推廣應(yīng)用；
⑷ 有類似木材的二次加工性，可切割、粘接，用釘子或螺栓連接固定，可涂漆，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大；
⑸ 不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會吸濕變形；
⑹ 能重復(fù)使用和回收再利用，環(huán)境友好；
⑺ 維修費用低。
缺點是韌性低于塑料母體樹脂，加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改造。
生產(chǎn)工藝
木塑復(fù)合材料zui先使用的生產(chǎn)工藝是混煉，再熱壓(或發(fā)泡壓制)成平板或模壓成型材。現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝以擠出成型為主,并輔以注射成型。世界木塑制品生產(chǎn)和應(yīng)用的zui大國家是美國，其zui大制品是鋪板（decking），生產(chǎn)工藝為擠出成型，可以先配混成中間塑木粒料，然后再經(jīng)單螺桿擠出機加工成制品。然而可能的話，也可越過造粒階段，配混和擠出型材（板材）在一個設(shè)備或一組設(shè)備內(nèi)連續(xù)完成。
木塑材料（包括制品）的制備過程對WPC的性能影響很大，研究早就表明不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤，而過分的配混則會使纖維嚴(yán)重破損，都會導(dǎo)致降低WPC力學(xué)性能。另外，要防止過分剪切或高溫產(chǎn)生糊料、燒焦等問題，一步法連續(xù)工藝若脫揮（主要脫水）不佳將影響工藝的連續(xù)性和使產(chǎn)品因有氣泡而性能大幅降低。目前主要的加工設(shè)備為雙螺桿擠出機，物料在加工中停留時間比較窄，使木塑材料的加工熱歷史盡可能相近?？煞譃橥蚱叫须p螺桿擠出機和異向錐型雙螺桿擠出機。
◆ 同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業(yè)稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設(shè)備，一般為組合式螺桿，可調(diào)節(jié)螺桿長徑比和構(gòu)型（捏合塊角度及其塊數(shù)、不同捏合塊組合方法），靈活設(shè)置脫氣口，可以直接加工木粉或植物纖維，完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續(xù)擠出，即木粉干燥和樹脂熔融分開進(jìn)行，因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%～7%，這種工藝要求有大量符合要求水含量的木粉，并在嚴(yán)格條件下運輸和貯存，這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%～8%木粉加入擠出機主料口，擠出機前段作為脫水、脫揮裝置，然后通過側(cè)加料器加入塑料樹脂、添加劑，因此擠出機相對長，長徑比（L/D）可達(dá)44～48，其中2/3用于除水和脫揮。
美國Strandex公司在塑木復(fù)合材料建筑和結(jié)構(gòu)加工設(shè)備方面居材料地位，已經(jīng)進(jìn)行了近10年的工作，已在美國、加拿大、日本發(fā)放了8個許可證，并看好在歐洲的應(yīng)用前景，已與18家以上未來歐洲用戶洽談技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術(shù)，美國Davis-Standard、Krupp W&P等公司也生產(chǎn)塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
◆ 異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設(shè)備比，異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設(shè)備，非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比，為適應(yīng)熱敏樹脂加工要求，有許多新的特點和要求，要求螺桿設(shè)計適應(yīng)的加工范圍寬，對木纖維切斷少，樹脂少時仍能均勻分散和物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大，加料區(qū)體積比常規(guī)型號的大和長。若木粉、植物纖維加入量大，熔融樹脂剛性大，要求耐高背壓齒輪箱，螺桿推動力強，采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿，確保木纖維停留時間短，防止其斷裂和劣化。
生產(chǎn)這種設(shè)備的主要為Cincinnatti Milacron 公司，包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司，在德國的SMS公司Cincinnatti分公司。據(jù)稱前者在WPC擠出機設(shè)計和工程化方面很有經(jīng)驗，實際投放使用的設(shè)備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770kg/h。德國Cincinatti擠出機公司已公開展示其WPC用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產(chǎn)品。
為獲得感覺極似真木的木塑復(fù)合材料，且可承受螺釘和釘子，采用發(fā)泡技術(shù)產(chǎn)生的內(nèi)壓可以提供比非發(fā)泡材料更佳的表面清晰度和更光滑的表面輪廓。微孔發(fā)泡擠出技術(shù)的應(yīng)用，大大節(jié)約了材料成木，且密度也降低了20%～35% ;其中可采用化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡，并以物理發(fā)泡為佳:即在機頭模具注入超臨界氣體(如CO2而實現(xiàn)發(fā)泡?，F(xiàn)在可以實現(xiàn)發(fā)泡料與表面層復(fù)合料的共擠，使材料具有優(yōu)良的使用性能。另外，以聚苯乙烯/纖維為主材，由水作為發(fā)泡劑的木塑復(fù)合材料正在研究開發(fā)中。微孔發(fā)泡克服了木塑復(fù)合材料延展性和沖擊強度不足之缺點，且成本降低。
近年來值得注意的動向是，在木塑復(fù)合材料的成型工藝方面，注射成型得到了迅速發(fā)展。木塑復(fù)合材料將逐漸廣泛用于注射產(chǎn)品中。
應(yīng)用和前景
北美是目前世界木塑復(fù)合材料市場zui大的地區(qū)，產(chǎn)量節(jié)節(jié)攀升，2005年產(chǎn)量達(dá)到180萬噸。其中鋪板（包括平臺、路板、站強臺、墊板）用量就占總用量的60%以上。因其不開裂、翹曲，維修容易，外觀好，耐用。除鋪板外，還有護墻板、天花板、裝飾板、踏腳板、壁板、高速公路噪音隔板、海邊鋪地板、建筑模板、防潮板；還可做裝飾邊框、柵欄和庭園扶手、包裝用墊板和組合托盤; 家俱包括室外露天桌椅，船舶坐艙隔板、辦公室隔板、貯存箱、花箱、活動架; 開發(fā)中的制品有披疊板、百頁窗等。其它的被應(yīng)用于工業(yè)、汽車和基本建設(shè)領(lǐng)域。
由于WPC是環(huán)境友好材料，盡管目前歐洲用量不大，但因為加工廠擔(dān)心歐洲反對用PVC會由歐共體以法規(guī)形式有效地限用PVC，所以木塑窗框替代PVC窗框是個巨大市場和機會，因此有人認(rèn)為木塑制品替代PVC和其他塑料制品會象以前塑料替代木制品一樣，增長會相當(dāng)快。在歐洲，WPC除了廣泛應(yīng)用于建材之外，突出的特點是應(yīng)用于汽車工業(yè)。歐洲的汽車公司，包括大眾、沃爾沃、奧迪、寶馬等，在其生產(chǎn)的汽車?yán)锞捎昧薟PC。2005年，歐洲汽車工業(yè)消費的WPC達(dá)到7萬噸，預(yù)計2010年將達(dá)到10萬噸。由于汽車報廢新法規(guī)的頒布，汽車廠家普遍對WPC良好的回收性表示出濃厚的興趣。在歐洲，汽車的年產(chǎn)量在1600萬輛左右，如果全部采用WPC，其需求量將達(dá)到8萬～16萬噸／年。
日本擁有WPC產(chǎn)業(yè)化的成套生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，其制品廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施和運輸業(yè)，特別是住宅建材領(lǐng)域。2004年，日本全國的WPC生產(chǎn)量已經(jīng)超過20萬噸。
近兩年來，國內(nèi)WPC產(chǎn)能方面的增長速度很快，年增長率高達(dá)50％以上。2004年，全國WPC產(chǎn)量在8萬噸左右。專家們預(yù)測，在未來的10年內(nèi)，我國WPC產(chǎn)量仍將以很快的速度增長，并發(fā)展成為一個年產(chǎn)量超過1000萬噸，年產(chǎn)值達(dá)700億元人民幣的新興產(chǎn)業(yè)。
總之，塑木復(fù)合材料是一種前景看好的環(huán)保型材料，加工技術(shù)將日趨成熟和多樣化。
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美國推出新型木塑擠出機
美國Cincinnati Milacron公司zui近向市場推出了其的TC96圓錐雙螺桿擠出機。該機適用于加工木纖維和塑料合成材料，加工效率高，每小時產(chǎn)量達(dá)到1.18噸以上。
該擠出機*的高壓縮特性和低剪切力，使得它能夠提供均勻一致的熔體，從而增加高纖維材料輸入量達(dá)到70％以上，并可獲得較廣的材料加工范圍，可加工天然和合成纖維混合料、對熱和剪切力敏感的熱塑性塑料等。TC96的zui大螺桿直徑為202毫米，錐形收縮到96毫米，具有30∶1的長徑比，優(yōu)化的送料表面可以提供更快速、更均勻一致的熱量傳輸，錐形的螺桿為蓬松材料提供了一個快速送進(jìn)區(qū)，并在加工過程中有自然壓縮過程，可使木屑更有效地混合。
辛辛那提100條木塑復(fù)合材料生產(chǎn)線打入芬蘭
奧地利辛辛那提擠出公司于今年5月間向基地在赫爾辛基的芬蘭UPM集團提供了100條木塑復(fù)合材料擠塑生產(chǎn)線。
UPM集團制造各種各樣的以木材為原料的制品，提供給家具和相關(guān)行業(yè)，供室內(nèi)以及室外應(yīng)用，例如，地板、面板和異型材等。它剛剛成功地生產(chǎn)了一種新的由紙、塑料和木片組成的復(fù)合材料，其中，木片是生產(chǎn)膠合板時產(chǎn)生的副產(chǎn)品。得益于這種混和而成的預(yù)浸料坯，所得到的復(fù)合材料強度*，并能防潮，還能像木材那樣進(jìn)行各種加工。
為了加工這種復(fù)合材料，UPM集團使用一條辛辛那提擠出公司專門為適應(yīng)木塑復(fù)合材料要求推出的擠塑生產(chǎn)線。作為WPC擠塑技術(shù)的*和當(dāng)前市場的，這家維也納機器制造商在機器和加工技術(shù)方面具有極為豐富的專業(yè)知識。借助于它的Fiberex系列的錐形擠塑機以及與之匹配的下游設(shè)備，它提供真正為客戶訂制的解決方案。依靠持續(xù)不斷的改進(jìn)，辛辛那提擠出公司成功地將木材擠塑技術(shù)用于通常的異型材擠塑過程。
辛辛那提擠出公司強調(diào)指出，現(xiàn)在，甚至非對稱的、高度復(fù)雜的異型材也能以雙線加工，速度可達(dá)到5m/min。*批批量生產(chǎn)的制品進(jìn)入市場，證明木材擠出已經(jīng)成為有利可圖的行業(yè)， 在它成功引入美國市場之后，現(xiàn)在，在歐洲也有不斷增長的需求。
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SAMPE中國第二十屆國際先進(jìn)復(fù)合材料展覽會
展會城市：北京市展會時間：2025-06-18