Древесно-полимерный композит (сокр. ДПК), или так называемое "жидкое дерево", является одним из примеров композиционного материала, состоящего из смеси связующего полимера (матрицы), натурального (лигноцеллюлозного) наполнителя (армирующего элемента) и химических добавок (посредников, способствующих наилучшей интеграции связующего и наполнителя).Можно ли назвать композитом древесно-полимерную смесь (драй-бленд), полученную в миксере? Очевидно, что нет. До тех пор, пока она не будет превращена в материал с полностью сформировавшейся целостной структурой. Для этого смесь потребуется подвергуть переработке методами экструзионного или литьевого формования, либо прессования, в процессе которых древесный (или другой натуральный) наполнитель инкорпорируется в матрицу полимера в присутствии специальных химических добавок.
Готовый ДПК продукт может быть представлен в виде гранул (для последующего изготовления ДПК профиля/изделий), непосредственно ДПК профиля (декинга, к примеру) или сформованного изделия (например, цветочного горшка).
Коротко о составе древесно-полимерного композита
1) Связующий полимер
На
сегодня в массовом коммерческом производстве ДПК, главным образом,
используют три термопластичных полимера: ПЭ (полиэтилен), ПП
(полипропилен), ПВХ (поливинилхлорид), представленные в форме гранул или
порошка.Причины использования именно этих полимеров просты. Во-первых, они могут перерабатываться на сранительно низких температурах (ниже 200ºС), что является необходимым условием для "безопасной" переработки дерева, чувствительного к повышенным температурам. Во-вторых, данные полимеры широко доступны, как в первичной, так и вторичной форме, и имеют сравнительно низкую стоимость.
Использование других полимерных связующих (например, АБС, нейлона, полиэстера и т.д.) в качестве матрицы ДПК прорабатывается специалистами в разных странах, и, вероятно, уже в скором будущем вышеуказанный список будет расширен. Сегодня место под солнцем всё динамичнее пробивает себе полистирол (ПС), однако этот полимер, как правило, используется в чистом виде (без включения натурального наполнителя) для изготовления полимерной (не композитной) доски и изделий из нее, являющихся прямыми конкурентами-заменителями ДПК.
Доля полимера в "стандартном" коммерческом ДПК типично находится в диапазоне 30-60%. Впрочем, она может быть как меньше (вплоть до 5% ), так и больше. Цифры - весьма условны, поскольку существует множество композиций на основе указанных полимеров и различных наполнителей.
2) Лигноцеллюлозный наполнитель
На
сегодня в коммерческом производстве ДПК в качестве наполнителя, главным
образом, используется дерево - чаще в молотом виде (древесная мука),
хотя некоторыми производителями также используются непосредственно
опилки. В большинстве случаев для производства древесной муки
используются отходы деревообрабатывающих производств, а также
производств мебели, МДФ и прочих, в частности, обрезки, стружка, щепа,
мелкий шпон и т.д.Породы дерева, используемые для изготовления ДПК, разнятся в зависимости от географического положения производителей и доступности ресурсной базы. Наиболее часто используемые из хвойных пород - сосна, пихта, ель, кедр; из лиственных - тополь, осина, дуб, бук, палисандр, тик.
Из растительных наполнителей в ДПК чаще применяется рисовая шелуха. Ширится применение бамбуковой муки. В этом случае, некоторые производители ДПК называют свои композиты БПК.
Другие растительные волокна, такие как лубяные волокна (лен, джут, кенаф, конопля и другие), листовые волкна (пенька, сизаль, панданус, масленичная пальма), семенные волокна (хлопок, подсолнух), фруктовые волокна (кокосовые волокна и скорлупа), различные стебельные волокна (пшеничная солома), пока используются крайне редко, либо не используются вообще. В развитых странах это чаще связано с экономическими причинами - волокна хорошего качества стоят, как правило, дороже древесной муки или рисовой шелухи. Однако, проникновение ДПК технологий в развивающие страны, где упомянутые растительные волокна и их отходы имеются в изобилии, в частности в Азии, постепенно прокладывает дорогу к использованию некоторых из них в коммерческом производстве ДПК. В частности, речь идет о кокосовых волокнах и скорлупе, волокнах масленичной пальмы.
Доля наполнителя в "стандартном" коммерческом ДПК, как и в случае с полимером, только в обратном соотношении, типично колеблется в диапазоне 60-30%. В США, Китае производители, как правило, страраются не превышать верхний порог в 70%. В Европе прослеживается тенденция повышения доли наполнителя до 80%, а в отдельных случаях, и выше.
3) Химические добавки (аддитивы)
ДПК может сформироваться как композиционный материал, обладающий комбинацией высоких физико-механических и эстетических характеристик, наследуемых от дерева и пластика, и отвечающий требованиям эксплуатации ДПК, только в результате применения комплекса химических добавок (или аддитивов), которые могут быть представлены в гранулированном, порошкообразном и, редко, жидком виде.Условно добавки можно разделить на две группы - функциональные и процессинговые. Функциональные добавки определяют физико-механические и эстетические свойства ДПК. К ним можно условно отнести антиоксиданты, биоциды, антипирены, светостабилизаторы, ударные модификаторы, пигменты и т.д. Процессинговые добавки обеспечивают оптимальные условия переработки. Среди них следует выделить связующие агенты, смазывающие агенты (лубриканты), термостабилизаторы и т.д.
Доля химических добавок в древесно-полимерном композите может колебаться в диапазоне от 1 до 10%, в зависимости от того, какие цели преследует производитель при использовании своей рецептуры.
Указанные выше соотношения и доли компонентов ДПК композиции являются весьма условными и приведены только для справки. В каждом конкретном случае рецептура подбирается индивидуально, причем не только в зависимости от требований к физико-механическим, эстетическим и ценовым характеристикам конечных ДПК изделий, но и в привязке к конкретному оборудованию, которое используется для производства ДПК.
Подробности на www.wpc.asia
Комментариев нет:
Отправить комментарий