木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用

祁春媛，方東輝，任小杰

(1.佳木斯市水務(wù)局，黑龍江佳木斯154002;2.東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱150001;3.天津市薊縣水務(wù)局，天津薊縣301900)

木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用

祁春媛1，方東輝2，任小杰3

(1.佳木斯市水務(wù)局，黑龍江佳木斯154002;2.東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱150001;3.天津市薊縣水務(wù)局，天津薊縣301900)

木塑復(fù)合材料是在新的技術(shù)條件下產(chǎn)生的一種新型材料，隨著新的制造技術(shù)的不斷發(fā)展，木塑復(fù)合材料的應(yīng)用也越來越廣泛，現(xiàn)今的很多結(jié)構(gòu)中都應(yīng)用到木塑復(fù)合材料，在很多領(lǐng)域已成為鋼材和工程塑料等常用工程材料的替代品。隨著我們國家對農(nóng)業(yè)的重視，越來越多的農(nóng)業(yè)機械開始出現(xiàn)，但是木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用卻還沒有得到重視。相信隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)的進一步發(fā)展，木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用會漸漸豐富起來。

木塑復(fù)合材料;性能;加工工藝;農(nóng)業(yè)機械;應(yīng)用

1 木塑復(fù)合材料

木塑纖維復(fù)合材料是以木質(zhì)纖維為主要組分，經(jīng)過預(yù)處理使之與合成纖維、樹脂或其它材料結(jié)合而成的一種新型材料［1］。

這種復(fù)合材料能夠充分發(fā)揮材料中各組分的優(yōu)點，克服單一材料的缺點，使材料的物理力學(xué)性能和加工性能得到改進，降低成本擴大應(yīng)用范圍，材料的附加值也得到了提高。常見的木塑復(fù)合材料見圖1和圖2。

1.1 木塑復(fù)合材料的性能特點

木塑復(fù)合材料的性能特點主要有6個:

1.1.1 加工性能良好

木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料和纖維，因此，具有同木材相類似的加工性能，且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料。

1.1.2 強度性能良好

木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料，因而其彈性模量較好。而且表面硬度高，一般是木材的2～5倍。

1.1.3 可調(diào)整性能優(yōu)良

與木材相比，可抗強酸堿、耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細菌，不易被蟲蛀、不長真菌。使用壽命長，可達50 a以上。

圖1 常見木塑復(fù)合材料一

圖2 常見木塑復(fù)合材料二

1.1.4 耐水、耐腐性能好，使用壽命長

通過助劑，塑料可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等改變，從而改變木塑材料的密度、強度等特性，還可以達到抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求。

1.1.5 有很高的環(huán)境友好度

其最大優(yōu)點就是變廢為寶，并可100%回收再生產(chǎn)?？梢苑纸?，不會造成“白色污染”，是真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

1.1.6 原料來源廣泛

生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木質(zhì)纖維可以是木粉、谷糠或木纖維，另外還需要少量添加劑和其他加工助劑［2］。

1.2 木塑復(fù)合材料的加工工藝

隨著對木塑復(fù)合材料的研發(fā)，生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，還有聚氯乙烯和PS。

2) 感觀審評。按GB T 23776—2018《茶葉感觀審評方法》中名優(yōu)茶的審評方法進行；審評人員由3名專業(yè)審評師組成。采用3 g茶樣，150 mL沸水，沖泡5 min，密碼審評。評定外形、湯色、香氣、滋味和葉底，按每項滿分100分計，總分采用加權(quán)法。

工藝也由最早的單螺桿擠出機發(fā)展成第二代錐形雙螺桿擠出機，再到由平行雙螺桿擠出機初步造粒，再由錐形螺桿擠出成型，可以彌補難以塑化，抗老化性差、抗蠕變性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸強度低的特點［3］。

徐州漢永塑料新材料有限公司在這方面取得了顯著的成果。所制造的WPC材料完全可以達到GB/T 24137和ASTM D7031;ASTM D7032;BS DD CEN/TS 15534-3的要求。

1.3 木塑材料的主要應(yīng)用范圍

現(xiàn)今的木塑復(fù)合材料主要應(yīng)用在物流用托盤、鐵路軌枕、建筑行業(yè)、內(nèi)飾裝飾、工業(yè)地板、普通汽車等方面。

而其良好的適應(yīng)性和不斷進步的制造工藝使之能發(fā)揮的地方正在不斷增加，在相對要求較高的農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用就是其中一個方面［4］。

2 木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上應(yīng)用的可行性

農(nóng)業(yè)機械是指在作物種植業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中，以及農(nóng)、畜產(chǎn)品初加工和處理過程中所使用的各種機械。

廣義的農(nóng)業(yè)機械還包括林業(yè)機械、漁業(yè)機械和蠶桑、養(yǎng)蜂、食用菌類培植等農(nóng)村副業(yè)機械。

2.1 現(xiàn)今農(nóng)業(yè)機械的主要制造材料

農(nóng)業(yè)機械制造材料主要有鋼管和冷彎型鋼、合金鋼和低合金鋼、硬質(zhì)合金、特種鑄鐵、粉末冶金材料、工程塑料和橡膠等［6］。

而隨著人們對木塑復(fù)合材料的認識不斷加深，木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝逐步提高，木塑復(fù)合材料在提高結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)強度和聲學(xué)性能，降低材料的重量、能源燃料消耗及生產(chǎn)成本，減少加工時間，提高乘客的安全性和在極端的溫度變化時的防碎性能上都有很好的表現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用在于汽車、建筑、船舶、電子和航空航天等領(lǐng)域，用作結(jié)構(gòu)件的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其在特種環(huán)境下的良好表現(xiàn)也深受各產(chǎn)業(yè)的喜愛［7?。

這對于農(nóng)業(yè)機械比較傳統(tǒng)的材料應(yīng)用是一個很好的啟發(fā)。

2.2 木塑復(fù)合材料應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械上的優(yōu)勢

木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用除了本身的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良的優(yōu)勢以外，還具有以下優(yōu)勢:

1)生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木質(zhì)纖維可以是木粉、谷糠或木纖維，另外還需要少量添加劑和其他加工助劑，所以原料來源廣泛，而且加工工藝要求較低，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，可以批量生產(chǎn)，降低企業(yè)成本，農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)會有更高的利潤，對他們是一種吸引力［8］。

2)木塑復(fù)合材料在普通汽車上已經(jīng)較為廣泛利用，有較成熟的技術(shù)體系。

圖3～圖6都是歐洲著名的汽車復(fù)合材料模具和制品生產(chǎn)商RANGER GROUP的產(chǎn)品。

圖3是第三代ASTRA復(fù)合材料整體駕駛室;圖4是第四代的ESPACE MPV全復(fù)合材料車身;圖5是RANGER GROUP為法國PSA PEUGEOT CITROEN公司雪鐵龍M59車型提供的集多種功能于一體的車頂;圖6是RANGER GROUP為法國RENAULT公司MEGANE車型提供的SMC后廂蓋。

3)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展第12個5 a計劃(2011—2015年)中，明確了未來對農(nóng)業(yè)機械的要求是加大科技創(chuàng)新與技術(shù)培訓(xùn)力度，更加注重推廣應(yīng)用資源節(jié)約型環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)，大力發(fā)展節(jié)種、節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)水、節(jié)能和環(huán)保低碳的農(nóng)業(yè)機械。

圖3 木塑復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用一

圖4 木塑復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用二

圖5 木塑復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用三

圖6 木塑復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用四

在這種形勢下，具有再分解能力，可100%回收再循環(huán)的綠色無污染的木塑復(fù)合材料無疑有著廣闊的前景。這對緩解國家森林資源的貧乏和減輕木材供應(yīng)緊缺的矛盾有著十分重要的作用［9］。

4)木塑復(fù)合材料的原料都是可再生的資源，大力發(fā)展木塑復(fù)合材料會十分有效地減少對現(xiàn)有資源的消耗。

鋼鐵等材料的使用大大減少，相應(yīng)的對于不可再生資源的保護會起到很大的作用，可以將更多的資源留給下一代，順應(yīng)國家走可持續(xù)發(fā)展道路的戰(zhàn)略要求。

3 總結(jié)

木塑復(fù)合材料的開發(fā)已成為廢舊木材和塑料有效利用的新途徑。

由于木塑復(fù)合材料具有單純的木材和塑料無法比擬的諸多優(yōu)點，正日益受到國內(nèi)外更廣泛的關(guān)注，隨著農(nóng)業(yè)機械化的程度不斷提高，相信在不久的將來，就會有木塑復(fù)合材料越來越普遍地應(yīng)用到現(xiàn)代的各種大中小型農(nóng)業(yè)機械上。

木塑材料的廣泛應(yīng)用，必定會降低農(nóng)業(yè)機械的成本，讓更多的人用上現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)設(shè)備，從而提高糧食產(chǎn)能，進而在大大提高環(huán)境友好度的基礎(chǔ)上推動整個國家的現(xiàn)代化水平。

［1］刑繼林.木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)與發(fā)展［J］.工業(yè)技術(shù)，2012(11):60.

［2］黃曉艷，劉源，李雪，顧明.工程塑料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用［J］.農(nóng)機化研究，2009(03):183-185.

［3］姜前道，任桂賢.木塑復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾件領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.汽車工藝與材料，2008(08):61-62.

［4］方明鋒，黃華.木塑復(fù)合材料的研究及應(yīng)用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技.2009(03):08-10.

［5］張兆好，齊英杰.木塑復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展［J］.木材加工機械，2009(08):74-77.

［6］江波，須彭華，張金斌.木塑復(fù)合材料成型技術(shù)裝備的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向［J］.橡塑技術(shù)與裝備，2005(03):4-13.

［7］沈凡成，賈潤禮.木塑復(fù)合材料的研究進展與發(fā)展前景［J］.塑料助劑，2010(01):5-9.

［8］伍波，張求慧，李建章.木塑復(fù)合材料的研究進展及發(fā)展趨勢［J］.材料導(dǎo)報，2009，23(07):62-64.

［9］李思遠，楊偉，楊鳴波.木塑復(fù)合材料擠出成型工藝及性能的研究［J］.塑料工業(yè)，2003，31(11):22-24.

TS653

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1007-7596(2014)05-0149-03

2014-02-21

祁春媛(1981-)，女，黑龍江哈爾濱人，工程師;任小杰(1981-)，男，天津人，助理工程師。