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新一代木塑材料制造工艺特点

随着木材资源的日益匮乏，人们在加强对森林等资源保护工作的同时，用木粉或其他天然植物纤维来填充塑料再生料或新料，经专用设备制成的天纤塑料及制品，因其兼具塑料和木材的双重特性，近年来在各种材料制造方面崭露头角，并逐渐成为各界关注和开发的热点。其中，用聚乙烯、聚丙烯树脂和木粉共混生产的塑木板材，因可在多种场合替代木材使用，发展尤为迅速。

经过几年的开发应用，人们发现，普通木塑材料与木材相比，刚性较差，而与塑料材料相比，表面光洁度也存在较明显的差距，同时在加工过程中还存在着一些问题。随着应用领域的拓展，如何进一步提高木塑材料的性能已成为科研人员开发的重点。国内的有关专家经实验应用对比研究发现，在PU鞋底木塑材料的设计制造中，要根据分子结构的特点确定加工工艺路线和材料的选用，以实现新一代木塑材料仿木、优质的效北美生产的汽车镁合金用量将到达160kg果。其中，在加工过程中，天然植物纤维的取向是新型仿木木塑材料生产的技术关键。

在木塑材料的结构设计中，首先考虑的是原料的选用。塑料品种常用的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP)、ABS和回光灯高抗冲聚苯乙烯(HIPS)等。主要的天然纤维为木粉、稻谷壳、花生壳、秸秆等农林加工的下脚料、废弃料。稻壳的纤维素含量高于木粉，而且水分和木质素的含量也比木粉低，化学成分不像木粉因产地、树种的不同变化大，所以质量比较稳定。而更重要的是要考虑到木粉纤维的长径比、取向度，含量与各向异性的关系等因素。木材中的纤维是长纤维，而木粉成了短纤维，木粉细度越细，均一性越好，但纤维长度和长径比会大大下降，所以一般认为木粉越细越好的观点是不全面的，其关键是分子取向排列，即木粉的纤维素分子应按一定方向排列，才可以有效地提高 刚性的强度。

植物纤维取向是木塑材料生产的关键技术，从形态结构来看摩配，这也是新一代木塑材料与目还要具有包装的功能化和高性能化前的木塑制品(如纤维板)最大的不同。木材中的纤维是长纤维，沿树干方向定向排列，使木材具有优良的刚性、强度和抗弯能力。为了使粉状纤维能起到长纤维类似的增强效果，木粉或稻壳粉的细度、长径比及含量都要进行系列的调控匹配。研究发现，采用木粉、谷壳搭配，纤维长度双峰分布的办法，以纤维长的提供强度，短的改善加工性能和表面光洁度的办法，有效地解决了长纤维含量高时取向度不高，表面光洁度不良、加工困难和短纤维脆性大、强度不高的一对矛盾。

取向排列的好坏，虽然与原料、配方有很大的关系，但决定性的还是要由设备、模具和加工条件来保证，因此不是任何挤出机都能满足天纤仿木型材的生产要求。用于天然纤维复合仿木材料的挤出机，其设计参数与一般的塑料型材挤出机有很大差别，物料中木质纤维含量高，流动性差，采用顶出法较为理想，即物料在螺杆产生巨大压力的推动下，克服机头压力降，将型胚从口模顶出，型胚离开口模后，不需要定型模和冷却水，但此时机头流道要长。由于挤出压力大，螺杆、减速箱、电机所承受的扭矩很大，这种顶出法适合生产密度较大的制品。对于密度较防水盒小的发泡仿木材料，则采用牵引法，木纤维含量不大于50％，工艺灵活，通过配方和调整加工工艺条件使制品产生木质纹理，并可辅以降温技术，使树脂的加工温度适应木纤维不耐高温的特性，在加工生产过程中，要求使树脂(塑料)充分塑化、流动，又使纤维流动取向，并且不操作纤维。只有在这样的前提下，才能获得理想的仿木制品。

天然纤维复合仿木材料的生产工艺流程与纤维板压制工艺不同，基本上与硬PVC型材挤出流程相近，主要要增加木粉的干燥、粉碎工艺。稻壳的干燥较为容易，而木粉的含水量较高、吸湿能力强，干燥、储存的要求较高，粉碎方法也要根据原料和最终粒度的不同而分别选用。由于木粉的细度并不是越细越好，因而要采用粗细掺合、双峰分布的原则， 重要的是长径比要大些。而长径比的大小，与粉碎的方法有关。一般说来，研磨法比锤击法要好。挤出成型必须考虑到木粉在高温下易变脆、炭化、强度下降的问题。植物纤维耐温不应超过180～200℃，而且受热时间应尽量短，因此加工温度和挤出工艺条件必须与木粉受温极限同步。

总体上看，大量利用农产品废弃物和多种植物纤维开发的新一代木塑材料，可广泛用于建筑装修、包装材料、货运托盘及各种公用设施的用材，保持了此时应当将实验机上的凸形球取下木材的木质、木感，以及可锯、可钉、可刨、可粘结的木材本质，在防水、防腐、防火方面又优于木材。因此在我国木材资源的日益紧张的今天，开发具有木材和塑料双重优点，能可逆循环利用的新型仿木木塑材料，具有重大的社会意义和经济价值。