木材和塑料工业发展新契机———塑木复合材料
塑木复合材料(Wood-polymerComposites.缩写WPC)是采用木纤维
(木粉、刨花、锯末、枝桠等)、植物纤维(稻糠、稻草、玉米秆、
秸秆、果壳粉等)及PE、PP等烯烃类热塑性树脂为原料,经挤出或
压制成的1种增强、改性新型材料。由于具有木纤维和植物纤维的结
晶态及树脂的无序态形成多相态,因此该材料兼有木材高强度、高弹
性和塑料高韧性、耐久性等诸多优点,是替代木材和塑料的新型环保
产品。2002年,中国塑料制品产量1400.53万t,同比增长13.96%。
塑料制品工业高速发展的同时,废弃塑料数量不断增加,已占垃圾总
量的1/4到1/3。此外,我国农作物秸秆每年约6亿t,大部分被焚
烧或废弃,不仅造成自然资源的严重浪费,而且对农村及周边城市的
环境造成污染。WPC技术的发展为解决这些问题提供了新的途径。WPC
的生产原料中废弃资源的比例高达95%以上,大大提高了废弃资源的
综合利用率,降低了对环境的污染;而且其产品可应用多个领域,从
而带来很好的经济效益,从根本上改变了环保产业社会效益高、经济
效益低的问题,促进了社会经济持续、有效的发展。
国外发展简介
WPC的研究已有80年的历史,但是一直未能产业化。面对有限资源
的消耗所带来的生态环境危机,人们加快了对WPC的产业化步伐。国
外对WPC的产业化开发,始于1990年美国、日本、韩国对木屑、木
粉废弃物的再生利用。目前,北美地区是世界上最大WPC市场,预计
到2006年美国WPC的年均增长率为13%,主要市场为各种板材、窗
框、门框和栅栏、围墙等。
欧洲于1992年以天然植物纤维(麻类产品)与PP、PET等为原料,
主要采用模压工艺生产天然植物纤维复合材料,应用于汽车行业;对
于塑木复合挤出技术的应用,现处于起步阶段。
日本作为最早开始研究WPC的国家之一,目前拥有产业化成套生产技
术和设备,采用先进的微粉化原料处理技术和挤压模塑生产工艺,其
产品广泛用于户外设施、水产养殖设施、建筑土木、运输业特别是住
宅建材方面,WPC应用已占建材总量的70%。
应用领域
WPC的应用领域非常广泛,包括桌椅、床柜等家具的产品;建筑模板、
活动房屋以及各种装饰异型材等建筑产品;耐腐工棚及下水井盖等公
共场所产品;还可用于仪表盘框架、火车和船舶内装饰等交通运输行
业;以及工业用托盘、搬运用周转箱等包装运输方面;另外还可应用
于音响器材、农用大棚支架、钓鱼用舢板、教学用品、舞台用品等领
域。
发展优势
从市场角度来看,WPC不仅所需原料成本低廉,而且具有热塑性塑料
的可加工性,容易成型,设备投资小,产品性能优良,其内外层仿木
逼真,经久耐用(防腐、防潮、防虫蛀),尺寸稳定性好(不开裂、
不翘曲),便于加工(可进行切割、粘接,用钉子或螺栓固定连接),
而且能百分之百回收利用,因此易于市场接受。另外,国家相关政策
也进一步推动了该技术的推广和产品的应用。建设部规定,从2000
年起不能再使用木制和铁制门窗;由于“天牛”事件的出现,使得出
口木质托盘的成本大大提高(目前木质托盘和其他木质包装必须经过
硫磺熏蒸处理后才能出口),增加了货物出口周期,一定程度上抑制
了我国木质包装产业的发展。我国政府已决定从2001年起,用其他
材料包装逐步替代木质包装。国家一系列的规定,为WPC提供了更广
阔的发展空间。
从生产角度来看,目前WPC制造主要采用挤出成型工艺。即将木粉与
熔融树脂混合后挤出成型。其主要生产设备为挤出成型机,目前常用
的有2种,一种是 “混配”型同向平行双螺杆挤出机,另一种是 “型
材”型异向锥型双螺杆挤出机,另外,偶联剂和热稳定剂是WPC挤出
的重要助剂,因此,WPC的兴起不但为塑料机械加工企业,也为塑料
助剂生产企业带来新的发展契机。
我国研发情况及建议
我国一直跟踪国外WPC发展动态进行开发研究,1995年中科院
生物物理所研究人员将劣质木材在一定的工艺条件下浸渍聚合物单
体,经电离辐射引发聚合,制成WPC。1998年,由于“天牛”事件,
加之塑料制品废弃物及木材资源缺口的不断增加,客观上推动了我国
WPC的发展。北京化工大学、林科院、国防科技大学、中国石化北京
化工研究院以及东北林业大学等高校和科研单位都进行了有关方面的
研究开发。此外,一些塑料机械设备生产企业也开展了相关技术和设
备的研究,均取得了工业化或阶段性成果。
相对于国外先进生产技术,我国在产品的应用开发及产业化方面还存
在很大差距,吸收、借鉴、消化国外好的技术和工艺,结合我国实情,
根据市场需求进行产品定位,确保科学合理的性能价格比,是企业发
展WPC的根本方向,与此同时,企业应关注和跟踪国外动态,寻求合
作的机会,把握契机,拓展WPC产品的应用领域,从而有效健康的发
展。(丽雅)
