کاربرد

WPC یک ماده کامپوزیتی است که با استفاده از پلاستیک های مذاب داغ از جمله پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید و کوپلیمرهای آنها به عنوان چسب، استفاده از پودر چوب مانند چوب، کاه گیاه کشاورزی، پودر پوسته گیاه کشاورزی به عنوان مواد پرکننده، قالب گیری اکستروژن یا روش پرس تشکیل می شود. روش قالب گیری تزریقیاز مواد خام پلاستیکی مذاب داغ می توان از مواد ضایعات صنعتی یا عمر استفاده کرد، از پودر چوب نیز می توان از ضایعات پردازش چوب، چوب کوچک و سایر چوب های با کیفیت پایین استفاده کرد.از منظر تولید مواد اولیه، محصولات چوب پلاستیکی باعث کند شدن و از بین بردن آلودگی زباله های پلاستیکی و همچنین حذف آلودگی های ناشی از سوزاندن گیاهان کشاورزی به محیط زیست می شود.انتخاب فرمول مواد در فرآیند کامپوزیت شامل جنبه های زیر است:

1. پلیمرها

پلاستیک های مورد استفاده در فرآوری کامپوزیت های چوب پلاستیک می تواند پلاستیک های گرماسخت و ترموپلاستیک ها، پلاستیک های ترموست مانند رزین های اپوکسی، ترموپلاستیک ها مانند پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی اکسی اتیلن (PVC) باشد.به دلیل پایداری حرارتی ضعیف الیاف چوب، فقط از ترموپلاستیک هایی با دمای پردازش زیر 200 درجه سانتیگراد، به ویژه پلی اتیلن استفاده گسترده ای می شود.انتخاب پلیمرهای پلاستیکی عمدتا بر اساس ویژگی های ذاتی پلیمر، نیاز محصول، در دسترس بودن مواد اولیه، هزینه و میزان آشنایی با آن است.از جمله: پلی پروپیلن عمدتا در محصولات خودرو و محصولات زندگی روزمره استفاده می شود، PVC عمدتا در درب و پنجره ساختمان، پانل های سنگ فرش و غیره استفاده می شود.علاوه بر این، نرخ جریان مذاب (MFI) پلاستیک نیز تأثیر خاصی بر خواص مواد کامپوزیت دارد، در شرایط پردازش یکسان، MFI رزین بالاتر است، نفوذ کلی پودر چوب بهتر است. توزیع پودر چوب یکنواخت تر است و نفوذ و توزیع پودر چوب بر خواص مکانیکی مواد کامپوزیت به ویژه مقاومت ضربه ای تأثیر می گذارد.

2. مواد افزودنی

از آنجایی که پودر چوب دارای جذب آب قوی و قطبیت قوی است و اغلب ترموپلاستیک ها غیر قطبی و آبگریز هستند، سازگاری بین این دو ضعیف است و نیروی پیوند رابط بسیار کم است و اغلب از مواد افزودنی مناسب برای اصلاح سطح پلیمر استفاده می شود. و پودر چوب برای بهبود میل ترکیبی بین پودر چوب و رزین.علاوه بر این، اثر پراکندگی پودر چوب پر پرکننده در ترموپلاستیک‌های مذاب ضعیف است، اغلب به شکل تجمع، جریان مذاب ضعیف است، پردازش اکستروژن دشوار است، و برای بهبود جریان برای تسهیل جریان، باید عوامل تصفیه سطح اضافه شوند. قالب گیری اکستروژندر عین حال، ماتریس پلاستیکی همچنین نیاز به افزودن مواد افزودنی مختلف برای بهبود عملکرد پردازش و استفاده از محصول نهایی، بهبود نیروی اتصال بین پودر چوب و پلیمر و خواص مکانیکی مواد کامپوزیت دارد.مواد افزودنی رایج شامل دسته های زیر می باشد:

الف) عامل جفت کننده می تواند اتصال رابط قوی بین سطح پلاستیک و پودر چوب ایجاد کند.در عین حال، می تواند جذب آب پودر چوب را کاهش دهد و سازگاری و پراکندگی پودر چوب و پلاستیک را بهبود بخشد، بنابراین خواص مکانیکی مواد کامپوزیت به طور قابل توجهی بهبود می یابد.عوامل جفت کننده رایج عبارتند از: ایزوسیانات، ایزوپروپیل بنزن پراکسید، آلومینات، فتالات ها، عامل جفت کننده سیلان، پلی پروپیلن اصلاح شده با انیدرید مالئیک (MAN-g-PP)، اتیلن-اکریلات (EAA).به طور کلی، مقدار اضافی عامل جفت کننده 1 درصد وزنی ~ 8 درصد وزنی از مقدار اضافه شده پودر چوب است، مانند عامل جفت کننده سیلان می تواند چسبندگی پلاستیک و پودر چوب را بهبود بخشد، پراکندگی پودر چوب را بهبود بخشد، جذب آب را کاهش دهد و قلیایی شود. درمان پودر چوب تنها می تواند پراکندگی پودر چوب را بهبود بخشد، نمی تواند جذب آب پودر چوب و چسبندگی آن با پلاستیک را بهبود بخشد.لازم به ذکر است که عامل جفت کننده ماله و روان کننده استئارات واکنش دافعه ای خواهند داشت که در صورت استفاده با هم منجر به کاهش کیفیت و عملکرد محصول می شود.

ب) نرم کننده برای برخی از رزین ها با دمای انتقال شیشه ای بالا و ویسکوزیته جریان مذاب، مانند سختی PVC، زمانی که با پودر چوب ترکیب می شود پردازش آن دشوار است و اغلب لازم است نرم کننده اضافه شود تا عملکرد پردازش آن بهبود یابد.ساختار مولکولی نرم کننده حاوی ژن های قطبی و غیر قطبی است، تحت عمل برش با دمای بالا، می تواند وارد زنجیره مولکولی پلیمر شود، از طریق ژن های قطبی یکدیگر را جذب می کنند تا یک سیستم یکنواخت و پایدار را تشکیل دهند و مولکول طولانی غیر قطبی آن درج شود. جذب متقابل مولکول های پلیمر را ضعیف می کند، به طوری که پردازش آسان است.دی بوتیل فتالات (DOS) و سایر نرم کننده ها اغلب به کامپوزیت های چوب پلاستیک اضافه می شوند.به عنوان مثال، در مواد کامپوزیت پودر چوب PVC، افزودن نرم کننده DOP می تواند دمای پردازش را کاهش دهد، تجزیه و دود پودر چوب را کاهش دهد و استحکام کششی مواد کامپوزیت را بهبود بخشد در حالی که ازدیاد طول در هنگام شکست با افزایش افزایش می یابد. محتوای DOP

ج) روان کننده ها کامپوزیت های چوب پلاستیک اغلب برای بهبود سیالیت مذاب و کیفیت سطح محصولات اکسترود شده نیاز به افزودن روان کننده دارند و روان کننده های مورد استفاده به روان کننده های داخلی و روان کننده های خارجی تقسیم می شوند.انتخاب روان کننده داخلی مربوط به رزین ماتریکس مورد استفاده است که باید سازگاری خوبی با رزین در دمای بالا داشته باشد و اثر روان کننده خاصی ایجاد کند، انرژی پیوستگی بین مولکول ها را در رزین کاهش دهد، اصطکاک متقابل بین مولکول ها را تضعیف کند. به منظور کاهش ویسکوزیته مذاب رزین و بهبود سیالیت مذاب.روان کننده خارجی در واقع نقش روانکاری رابط بین رزین و پودر چوب را در پردازش قالب گیری پلاستیک ایفا می کند و عملکرد اصلی آن ترویج لغزش ذرات رزین است.معمولاً یک روان کننده اغلب دارای خواص روانکاری داخلی و خارجی است.روان کننده ها تأثیر خاصی بر طول عمر قالب، بشکه و پیچ، ظرفیت تولید اکسترودر، مصرف انرژی در فرآیند تولید، پرداخت سطح محصول و عملکرد ضربه ای در دمای پایین پروفیل دارند.روان کننده های رایج عبارتند از: استئارات روی، اسید اتیلن بی چربی آمید، موم پلی استر، اسید استئاریک، استئارات سرب، موم پلی اتیلن، موم پارافین، موم پلی اتیلن اکسید شده و غیره.

د) رنگ در استفاده از مواد کامپوزیتی چوب پلاستیک، ماده قابل حل موجود در پودر چوب به راحتی به سطح محصول مهاجرت می کند، به طوری که محصول رنگ زدایی و در نهایت خاکستری می شود، محصولات مختلف در یک محیط کاربری خاص، اما همچنین لکه های سیاه یا لکه های زنگ زدگی ایجاد می کند.بنابراین، رنگ‌ها نیز به طور گسترده در تولید مواد کامپوزیت چوب پلاستیک استفاده می‌شوند.می تواند باعث شود که محصول رنگی یکنواخت و ثابت داشته باشد و رنگ زدایی کند است.

ه) مواد کامپوزیت چوب پلاستیک فوم کننده مزایای زیادی دارد، اما به دلیل کامپوزیت رزین و پودر چوب، شکل پذیری و مقاومت در برابر ضربه آن کاهش می یابد، ماده شکننده است و چگالی آن تقریباً 2 برابر بیشتر از چوب سنتی است. محصولات، استفاده گسترده از آن را محدود می کند.با توجه به ساختار حباب دار خوب، کامپوزیت چوب پلاستیک فوم شده می تواند نوک ترک را غیرفعال کند و به طور موثر از گسترش ترک جلوگیری کند، بنابراین مقاومت ضربه ای و شکل پذیری مواد را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد و چگالی محصول را بسیار کاهش می دهد.دمنده ها انواع مختلفی دارند و معمولاً دو مورد از آنها استفاده می شود: عوامل دمنده گرماگیر (مانند بی کربنات سدیم NaHCO3) و عوامل دمنده گرمازا (azodibonamide AC) که رفتار تجزیه حرارتی آنها متفاوت است و اثرات متفاوتی بر ویسکوالاستیسیته و الاستیسیته دارند. فرم کف کننده مذاب پلیمری، بنابراین عامل دمنده مناسب باید با توجه به الزامات استفاده از محصولات انتخاب شود.

و) استفاده از تثبیت کننده های UV و سایر تثبیت کننده های UV نیز با بهبود نیازهای مردم برای کیفیت و دوام کامپوزیت های چوب پلاستیک به سرعت توسعه یافته است.این می تواند باعث شود که پلیمر در مواد کامپوزیت تخریب نشود یا خواص مکانیکی کاهش یابد.معمولاً از تثبیت کننده های نور آمین مسدود شده و جاذب های فرابنفش استفاده می شود.علاوه بر این، برای اینکه مواد کامپوزیت بتواند ظاهری خوب و عملکرد عالی را حفظ کند، اغلب نیاز به افزودن عوامل ضد باکتریایی است و در انتخاب مواد ضد باکتری باید نوع پودر چوب، میزان افزودن، باکتری موجود در آن در نظر گرفته شود. محیط استفاده از مواد کامپوزیت، محتوای آب محصول و سایر عوامل.برای مثال روی بورات نگهدارنده است اما جلبک نیست.

تولید و استفاده از مواد کامپوزیتی چوب-پلاستیک مواد فرار مضر برای سلامت انسان را به محیط اطراف منتشر نمی کند و خود محصولات چوب-پلاستیک قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند، بنابراین محصولات چوب-پلاستیک نوع جدیدی از حفاظت از محیط زیست سبز هستند. محصولاتی که می توانند خود تمیز شونده اکولوژیکی باشند و چشم انداز توسعه گسترده ای داشته باشند