WPC je kompozitni material, izdelan z uporabo vroče talilne plastike, vključno s polietilenom, polipropilenom, polivinilkloridom in njihovimi kopolimeri kot lepili, z uporabo lesnega prahu, kot je les, slama kmetijskih rastlin, prah lupin kmetijskih rastlin kot polnilni material, ekstrudiranje ali stiskanje, metoda brizganja.Surovine iz vroče talilne plastike se lahko uporabljajo kot industrijski ali življenjski odpadki, lesni prah pa se lahko uporablja tudi kot odpadki iz predelave lesa, drobni les in drug nizkokakovosten les.Z vidika proizvodnje surovin izdelki iz lesne plastike upočasnjujejo in odpravljajo onesnaževanje s plastičnimi odpadki ter odpravljajo onesnaževanje okolja zaradi sežiganja kmetijskih rastlin.Izbira formule materiala v procesu kompozita vključuje naslednje vidike:
1. Polimeri
Plastike, ki se uporabljajo pri predelavi lesno-plastičnih kompozitov, so lahko duroplasti in termoplasti, duroplasti, kot so epoksi smole, termoplasti, kot so polietilen (PE), polipropilen (PP) in polioksietilen (PVC).Zaradi slabe toplotne stabilnosti lesnih vlaken se široko uporabljajo le termoplasti s temperaturo obdelave pod 200 °C, zlasti polietilen.Izbira plastičnih polimerov v glavnem temelji na inherentnih značilnostih polimera, potrebah izdelka, razpoložljivosti surovin, stroških in stopnji poznavanja le-teh.Kot na primer: polipropilen se uporablja predvsem v avtomobilskih izdelkih in izdelkih za vsakdanje življenje, PVC se uporablja predvsem v gradbenih vratih in oknih, ploščah za tlakovanje in tako naprej.Poleg tega ima stopnja pretoka taline (MFI) plastike tudi določen vpliv na lastnosti kompozitnega materiala, pri enakih pogojih obdelave je MFI smole višji, celotna infiltracija lesnega prahu je boljša, porazdelitev lesnega prahu je bolj enakomerna, infiltracija in porazdelitev lesnega prahu pa vplivata na mehanske lastnosti kompozitnega materiala, zlasti na udarno trdnost.
2. Dodatki
Ker ima lesni prah močno vpojnost vode in močno polarnost ter je večina termoplastov nepolarnih in hidrofobnih, je združljivost med obema slaba in je povezovalna sila zelo majhna, zato se za spreminjanje površine polimera pogosto uporabljajo ustrezni dodatki. in lesni prah za izboljšanje vmesne afinitete med lesnim prahom in smolo.Poleg tega je disperzijski učinek lesnega prahu z visokim polnilom v staljenih termoplastih slab, pogosto v obliki agregacije, zaradi česar je pretok taline slab, obdelava z iztiskanjem je težka, zato je treba dodati sredstva za površinsko obdelavo, da se izboljša pretok, da se olajša ekstruzijsko oblikovanje.Hkrati je treba plastični matriki dodati tudi različne dodatke za izboljšanje njene obdelave in uporabe končnega izdelka, izboljšati vezno silo med lesnim prahom in polimerom ter mehanske lastnosti kompozitnega materiala.Pogosto uporabljeni dodatki vključujejo naslednje kategorije:
a) Sredstvo za spajanje lahko povzroči močno povezavo med plastiko in površino lesnega prahu;Hkrati lahko zmanjša absorpcijo vode lesnega prahu in izboljša združljivost in disperzijo lesnega prahu in plastike, zato se mehanske lastnosti kompozitnih materialov bistveno izboljšajo.Običajno uporabljena spojna sredstva so: izocianat, izopropilbenzen peroksid, aluminat, ftalati, silansko spojno sredstvo, polipropilen, modificiran z anhidridom maleinske kisline (MAN-g-PP), etilen-akrilat (EAA).Na splošno je dodana količina sredstva za spajanje 1 mas. % ~ 8 mas. % dodane količine lesnega prahu, kot je silansko spojno sredstvo, ki lahko izboljša oprijem plastike in lesnega prahu, izboljša disperzijo lesnega prahu, zmanjša absorpcijo vode in alkalne obdelava lesnega prahu lahko samo izboljša disperzijo lesnega prahu, ne more izboljšati absorpcije vode lesnega prahu in njegovega oprijema s plastiko.Upoštevati je treba, da bosta maleatno spojno sredstvo in stearatno mazivo imela odbijajočo reakcijo, kar bo privedlo do zmanjšanja kakovosti izdelka in donosa, če se uporabljata skupaj.
b) Mehčalo Nekatere smole z visoko temperaturo posteklenitve in viskoznostjo toka taline, kot je trdotni PVC, je težko obdelati, če je kombiniran z lesnim prahom, zato je pogosto treba dodati mehčalo, da izboljšamo njegovo učinkovitost obdelave.Molekularna struktura mehčala vsebuje polarne in nepolarne gene, pod vplivom visokotemperaturnega striga lahko vstopi v polimerno molekularno verigo, prek polarnih genov se medsebojno privlači, da tvori enoten in stabilen sistem, in njegova dolga nepolarna vstavitev molekule oslabi medsebojno privlačnost polimernih molekul, tako da je predelava enostavna.Dibutil ftalat (DOS) in drugi mehčalci so pogosto dodani lesno-plastičnim kompozitom.Na primer, v kompozitnem materialu iz lesnega prahu iz PVC lahko dodatek mehčala DOP zmanjša temperaturo obdelave, zmanjša razgradnjo in dim lesnega prahu ter izboljša natezno trdnost kompozitnega materiala, medtem ko se raztezek pri pretrganju povečuje s povečanjem vsebino DOP.
c) Maziva Lesno-plastični kompoziti morajo pogosto dodati maziva za izboljšanje fluidnosti taline in kakovosti površine ekstrudiranih izdelkov, uporabljena maziva pa so razdeljena na notranja maziva in zunanja maziva.Izbira notranjega maziva je povezana z uporabljeno matrično smolo, ki mora imeti dobro združljivost s smolo pri visoki temperaturi in mora imeti določen plastifikacijski učinek, zmanjšati kohezijsko energijo med molekulami v smoli, oslabiti medsebojno trenje med molekulami, v da se zmanjša viskoznost taline smole in izboljša fluidnost taline.Zunanje mazivo dejansko igra vlogo mazanja vmesnika med smolo in lesnim prahom pri obdelavi plastičnih modelov, njegova glavna funkcija pa je spodbujanje drsenja delcev smole.Običajno ima mazivo tako notranje kot zunanje mazalne lastnosti.Maziva imajo določen vpliv na življenjsko dobo kalupa, cevi in polža, proizvodno zmogljivost ekstruderja, porabo energije v proizvodnem procesu, površinsko obdelavo izdelka in odpornost profila na nizke temperature.Običajno uporabljena maziva so: cinkov stearat, amid etilen bismaščobne kisline, poliestrski vosek, stearinska kislina, svinčev stearat, polietilenski vosek, parafinski vosek, oksidirani polietilenski vosek itd.
d) Barvilo Pri uporabi lesno-plastičnih kompozitnih materialov se topna snov v lesnem prahu zlahka preseli na površino izdelka, tako da izdelek razbarva in sčasoma postane siv, različni izdelki v določenem okolju uporabe, vendar povzročajo tudi črne ali rjaste lise.Zato se barvila pogosto uporabljajo tudi pri izdelavi lesno-plastičnih kompozitnih materialov.Lahko naredi izdelek enotno in stabilno barvo, razbarvanje pa je počasno.
e) Lesno-plastični kompozitni material ima veliko prednosti, vendar sta zaradi kompozita smole in lesnega prahu njegova duktilnost in odpornost proti udarcem zmanjšani, material je krhek, gostota pa je skoraj 2-krat večja od gostote tradicionalnega lesa izdelkov, kar omejuje njegovo široko uporabo.Zaradi dobre strukture mehurčkov lahko penasti lesno-plastični kompozit pasivizira konico razpoke in učinkovito prepreči širjenje razpoke, s čimer znatno izboljša odpornost na udarce in duktilnost materiala ter močno zmanjša gostoto izdelka.Obstaja veliko vrst sredstev za razpenjanje in večinoma se uporabljata dve: endotermna sredstva za razpenjanje (kot je natrijev bikarbonat NaHCO3) in eksotermna sredstva za razpenjanje (azodibonamid AC), katerih obnašanje pri toplotni razgradnji je drugačno in imajo različne učinke na viskoelastičnost in penasta oblika polimerne taline, zato je treba ustrezno sredstvo za razpenjanje izbrati glede na zahteve uporabe izdelkov.
f) Uporaba UV-stabilizatorjev in drugih UV-stabilizatorjev se je prav tako hitro razvila z izboljšanjem zahtev ljudi po kakovosti in trajnosti kompozitov les-plastika.To lahko povzroči, da se polimer v kompozitnem materialu ne razgradi ali mehanske lastnosti ne upadejo.Običajno se uporabljajo blokirani aminski stabilizatorji svetlobe in ultravijolični absorberji.Poleg tega, da lahko kompozitni material ohrani dober videz in popolno delovanje, je pogosto treba dodati antibakterijska sredstva, pri izbiri antibakterijskih sredstev pa je treba upoštevati vrsto lesnega prahu, količino dodatka, bakterije v okolje uporabe kompozitnega materiala, vsebnost vode v izdelku in drugi dejavniki.Cinkov borat je na primer konzervans, ni pa alg.
Proizvodnja in uporaba lesno-plastičnih kompozitnih materialov ne bo oddajala hlapnih snovi, škodljivih za zdravje ljudi, v okoliško okolje, same lesno-plastične izdelke pa je mogoče reciklirati in ponovno uporabiti, zato so lesno-plastični izdelki nova vrsta zelenega varstva okolja izdelki, ki so ekološko samočistilni in imajo široko razvojno perspektivo
Čas objave: 24. junija 2023