浅谈我国木塑复合材料的现状及其发展趋势

浅谈我国木塑复合材料的现状及其发展趋势

张幸志

宁波市产品质量监督检验研究院，张幸志315048

摘要：介绍木塑复合材料的特点、分类、生产现状以及应用现状，并且通过介绍生产工艺以及在生产出现的问题展望一下木塑复合材料的发展趋势。

关键词：木材木塑现状发展趋势

我国是一个森林资源贫乏的国家。2009年，我国实际使用木材3.2亿立方米，其中缺口达到了1.4亿立方米。在木材严重短缺的情况下，要增加森林面积，一个有效的办法即是实现木材的替代。木材加工中20%-30%的木粉和边角料没有被充分利用。利用回收塑料，废木粉等通过技术创新成木塑产品不仅能够很好的替代木材，缓解森林资源短缺，增加森林碳汇，实现二氧化碳的减排，而且减少日益严重的“白色污染”有着重大的社会和经济意义。

1.我国木塑复合材料的生产现状；

2.1我国的木塑复合材料的原料来源

由于生产和生活水平提高，过去被大量用于烧柴的木制品加工废弃物，如木屑、刨花、边角废料以及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费，并对环境产生极大的破坏性影响，据统计，我国每年由于木材加工舍下的废弃木粉量达数百万吨，其他天然纤维如稻糠等的产量上千万吨。

与此同时，塑料制品在生产和生活的应用，随着经济发展越来越广泛，因塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为一大环保问题。有关数字表明，在城市垃圾中，塑料废弃物已占到垃圾总量的25%-35%。在我国，城市人口每年产生的废旧塑料达240万吨-280万吨，已成为环卫部门的严重负担。如果能将废旧塑料制品有效利用起来，将对环保和经济发展产生巨大的推动作用。

2.2我国的木塑复合材料的加工工艺

木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼，再热压（或发泡压制）成平板或模压成型材。现在的生产工艺以挤出成型为主，并辅以注射成型。国内木塑复合材料的主要成型方法有浸渍成型、平压成型、模压成型、挤出成型、热压成型、辐射法成型、注射成型等。最早使用的为浸渍法，近年来，木塑复合材料的生产工艺基本采用两步法，即先进行共混造粒，再进行成品挤出。因为用这种方法加工制品成本较高，自1999年起，就开始研究该复合材料制品的一步法挤出成型技术，即直接用挤出机进行该材料的混合与成型，因省掉造粒工序，从而降低了成本并提高了产品的市场竞争力。

挤出成型、热压成型、注射成型、模压成型是加工木塑复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率高，因此挤出成型方法是一种较为常用的工艺路线。

2.3我国的木塑复合材料的加工工艺的难点

木塑复合材料的加工成型要求主辅材料品质良好，工艺配方和模具设计合理，挤出设备及其辅助设备具有优良的性能。其工艺条件随着挤出机的结构、主辅材料质量、材料配比等的不同而不同。塑料基料在成型过程中受热和剪切力的作用，容易发生老化而引起材料降解，致材料脆性增大，强度下降；木质填料在成型过程中易被烧焦，也会使材料失去使用价值。因此，木塑复合材料成型的工艺条件以及原料的处理是工艺技术的关键。

2.木塑复合材料的应用现状

木塑复合材料既具有热塑性塑料的易成形性，又有类似木材的二次加工性，如可切割、能粘接、可涂饰，且具有抗虫蛀、耐老化、吸水性小、可重复利用等优点，故应广泛应用于各个领域。

3.1包装行业

木塑复合材料目前在国际上应用最广的产品是托盘。北美地区托盘用量每年高达2亿多个，日本托盘用量每年约600万个，其中木塑托盘产品已经占到近一半市场。中国物流与采购联合会托盘专业委员会预测，近几年内，我国木托盘的平均使用量将会突破8000万个/年，木塑托盘也将占据一定市场份额。

3.2铁路轨枕

目前，木塑复合材料铁路轨枕因成本偏高用量不大，但却很有前景。如何进一步降低成本，已成为是否能推广应用的关键。

3.3建筑行业

木塑复合材料在建筑行业主要用做回廊板、窗户和门板、混凝土水泥模板等，其中发展最为迅速的是回廊板。虽然这种回廊板比加压处理的木材价格高，但它不需要太多维护，不易开裂，有良好的环境亲和性。

建筑门窗是另一个重要应用领域，木塑异型材在隔热保温、防腐、装饰等方面都优于传统建材。PVC是生产窗户构件最常用的热塑性原料，也有用其他塑料的，国内有的厂家木塑门窗企业生产的木塑门窗采用了ACR改性PVC和国际先进的软硬复合成塑挤出技术，产品充分体现了木材与塑料两种材料的优点。

3.4园林庭院

园林庭院方面主要用于制造室外桌椅、庭院扶手及装饰板、露天地板、废物箱等。

3.5汽车内装饰件

在汽车内装饰方面，美国“福特”，德国“奔驰”、“奥迪”、“宝马”，日本“丰田”，法国“雪铁龙”，瑞典“沃尔沃”等名牌轿车的内装饰基材，均在不同程度水暖工使用了木塑复合材料。从近几届国际汽车博览会推出的轿车零部件产品看，采用木塑复合材料制造轿车内装饰件基材，已经成为此类产品发展的趋势。

4.木塑复合材料发展趋势

4.1向生态环境材料方向发展

木材与塑料复合所得的产品要能够作为生态环境材料必须有三大特点：

4.1.1要能满足使用上的性能要求；

4.1.2必须考虑尽可能节约资源和能源，尽可能减少对环境的污染；

4.1.3在研究、设计制备材料及使用废弃材料和生产的各个环节中，材料或产品在整个寿命周期中必须满足对环境的协调性要求。

4.2向结构和功能复合材料方向发展

木塑复合材料兼有木材和塑料的双重性质，加入一定量的功能材料，可使其具有耐磨、阻燃、耐老化性能以及可降解等功能。应使材料从低级到高级、从单功能向多功能的方向展。通过调节其复合度、选择其连接形式和改变其对称性等因素，以达到功能材料所追求的高价值。在进行功能木质复合材料的研究过程中应考虑各组成的物理及化学性质，以避免各组成之间的冲突。要充分提高其主要力学性能，使其能够作为结构材料使用。

4.3纳米技术在木塑复合材料中的应用

纳米科技是一门多学科交叉、基础研究与应用开发紧密联系的高技术。将纳米科技导入木材科学与技术领域，可把木材科学、木材-无机、有机复合材料科学研究水平提高到纳米尺度的研究阶段。木材在变成纳米尺寸后，其材料特异性质、尺寸效益及变化机理，以及木材改性的显微结构关系可能使木材改性出现突破性的进展。

5.结语

以木塑复合材料来代替木材，不仅可减少对木材的需求量。节约森林资源，而且缓解了白色污染日益严重的问题。它通过对废弃资源的综合利用，变废为宝，化害为利，具有很高的经济效益和社会效益，符合科学发展观和可持续发展的要求，符合建设节约型社会和发展循环经济的要求，具有广阔的发展前景。

参考文献：

1.林翔，李建章，毛安，赵金平，李黎.木塑复合材料应用与研究进展.木材加工机械.2008,19(1)

2.苑金生.回收废旧塑料、植物秸杆、木材下脚料生产木塑复合板材.上海建材.2008,(6)

3.孙永泰.废聚酯饮料瓶裂解制备聚酯清漆.上海建材.2008,(6)