木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)及未來發(fā)展趨勢(shì)

史建偉

（吉林省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130024）

木塑復(fù)合材料是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等熱塑性塑料作為基體材料，與超過50%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢棄植物纖維，采用相應(yīng)的生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行混合，生產(chǎn)出的板材或型材。由于木塑復(fù)合材料的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)較為突出，因此在今后必將得到更為廣泛的應(yīng)用。

1 木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)

1.1 生產(chǎn)工藝技術(shù)流程

木塑復(fù)合材料的常規(guī)生產(chǎn)工藝技術(shù)流程為：林木廢棄物、廢塑料、秸稈等——分選與粉碎烘干等處理——混合——成型——冷卻——牽引——切割——表面處理——成品。

1.2 生產(chǎn)工藝技術(shù)控制措施

1.2.1 螺桿的轉(zhuǎn)速控制 在木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)過程中，螺桿的轉(zhuǎn)速與其生產(chǎn)能力之間成正比關(guān)系，所以，通過有效的生產(chǎn)工藝技術(shù)措施，不但提高了螺桿的轉(zhuǎn)速，而且增加了擠出成型中的生產(chǎn)能力。但是在木塑復(fù)合材料的實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于受到各種因素的影響和限制，螺桿的轉(zhuǎn)速很難進(jìn)行控制，例如：在PVC木粉復(fù)合材料的擠壓成型中，PVC與木粉都具有明顯的熱敏性特征，如果螺桿的轉(zhuǎn)速過高，有可能導(dǎo)致物料出現(xiàn)降解或糊化的問題。因此，在螺桿轉(zhuǎn)速的控制中，一定要結(jié)合物料的性質(zhì)和生產(chǎn)環(huán)境，轉(zhuǎn)速過快或過慢都將對(duì)擠出成型的效果造成不利影響。

1.2.2 擠出機(jī)的溫度與壓力控制 在木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)中，擠出機(jī)的溫度與壓力必須進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，如果擠出機(jī)的溫度過高，物料的降解加快，熔體的粘度也會(huì)隨之降低，而擠出壓力過小，將導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)強(qiáng)度低、表面粗糙等質(zhì)量問題。反之，則有可能出現(xiàn)產(chǎn)品的強(qiáng)度小、塑料塑化不良及木粉包裹不充分等質(zhì)量問題。因此，在木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)中，應(yīng)適當(dāng)?shù)慕档蛿D出機(jī)的實(shí)際溫度，并相應(yīng)的提高機(jī)頭的壓力，通過降低螺桿的轉(zhuǎn)速，改善木塑復(fù)合材料的擠出加工性能。在木塑復(fù)合材料的加工中，各段的標(biāo)準(zhǔn)溫度大體為：Ⅰ段150～170℃；Ⅱ段160～190℃；Ⅲ段 170～195℃；Ⅳ段180～195℃；機(jī)頭口模段180～205℃，各段的溫度要盡量保持穩(wěn)定，總停留時(shí)間應(yīng)≥15min。

2 木塑復(fù)合材料的未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，以及在各行業(yè)、各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為其今后的發(fā)展提供了有力的條件。在木塑復(fù)合材料的未來發(fā)展中，其發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）木塑復(fù)合材料生產(chǎn)原料的選用范圍將不斷拓展，例如：回收 PVC、PE、PP、ABS 等廢舊塑料后，根據(jù)材料的性質(zhì)進(jìn)行分組與清洗后，適量加入特定的改性劑，即可進(jìn)行木塑復(fù)合材料的加工制造，這樣不但有利于提升加工制造的效率，而且保證了各類物料的科學(xué)應(yīng)用。

（2）結(jié)合國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀，特別是各種新型工藝技術(shù)的出現(xiàn)，必須及時(shí)研發(fā)更為精密、高效的專用設(shè)備，目前，傳統(tǒng)的加工方式以單一的螺桿擠出成型為主，其生產(chǎn)效率相對(duì)較低，而且對(duì)于溫度、壓力的控制要求也較為嚴(yán)格，不適于今后的大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)。在今后研發(fā)的木塑復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備中，應(yīng)加強(qiáng)空氣冷卻成型生產(chǎn)工藝技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)生產(chǎn)中由單一擠出型材逐步向復(fù)合共擠與包裹共擠的方向發(fā)展。

（3）在木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)中，要注重加工工藝技術(shù)的創(chuàng)新和研究，特別是要注重發(fā)泡生產(chǎn)工藝技術(shù)的引入，由高泡逐步向低泡、微發(fā)泡的方向發(fā)展。

（4）在今后的木塑復(fù)合材料研發(fā)與生產(chǎn)中，應(yīng)注重提高產(chǎn)品的附加值，例如：倉儲(chǔ)地板、木塑托盤等產(chǎn)品應(yīng)向高檔的方向發(fā)展，進(jìn)一步提高其質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，在林木資源日益緊缺的情況下，木塑復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用符合我國(guó)的基本國(guó)情，有利于促進(jìn)木材資源的節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)具有重要的意義和作用。從國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀而言，生產(chǎn)工藝技術(shù)方面尚存在一定的缺陷，其總體生產(chǎn)效率和質(zhì)量相對(duì)較低。因此，在今后的木塑復(fù)合材料生產(chǎn)中，應(yīng)將其作為一種新型環(huán)保材料大力推廣，而且要盡量通過生產(chǎn)工藝技術(shù)措施的升級(jí)與完善，達(dá)到生產(chǎn)成本不斷降低，生產(chǎn)效率和質(zhì)量不斷提升。

［1］ 王正，鮑甫成.木塑復(fù)合材料界面特性及其影響因子的研究［D］.北京：中國(guó)國(guó)家圖書館，2001.

［2］ 朱曉群，周亨近.木粉/HDPE復(fù)合材料的力學(xué)性能與流動(dòng)性能［J］.北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，（1）：56-58.