木塑復合材料成型工藝研究

張少聰

摘 要：著社會前行腳步的不斷加快，越來越多的新型材料被應用在實際之中，復合材料領(lǐng)域更是有著突飛猛進的發(fā)展，其主要將各種植物纖維作為原料的基本組成部分，通過先進的技術(shù)手段融合一些熱塑性原料等，制作出性能更加強勁的復合材料。本文就基于這樣的背景，深入研究木塑復合材料的加工方式，對其進行有效的類別劃分，同時根據(jù)具體的應用探索未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：木塑復合材料；木纖維；環(huán)保；成型技術(shù)；性能

作為新型材料的一種，木塑復合材料一經(jīng)問世就受到了廣泛的關(guān)注，迅速被應用在實際之中。由于該材料是將植物纖維同一些熱塑性物質(zhì)相融合而構(gòu)成的，因此可以有效的將各個組成部分的優(yōu)勢展現(xiàn)出來，并且又可以改進原本材料的不足之處，比如說植物纖維中存在不穩(wěn)定的特點會導致最終性能受到局限，而復合材料可以有效的克服這一問題。在原材料的選取上，可以將原本廢棄的材料重新利用，更好的達到節(jié)能環(huán)保的目標。通過分析木塑復合材料的過程中，不難發(fā)現(xiàn)其具有的性能不單單同基礎(chǔ)組成有關(guān)，還與加工方式有著密切聯(lián)系。究其原因主要是木纖維本身密度較低，雖然加工過程存在一定的性能改變，但是仍然難以全部融合。

1廢舊塑料再利用意義

雖然當前社會的發(fā)展快速，但是廢棄物質(zhì)的重新使用仍然難以有效進行，因此就要求我們將目光聚焦在重新利用廢棄塑料之上。同時該利用方式不能以破壞環(huán)境作為基礎(chǔ)，從技術(shù)水平來說，必須要具備相應的發(fā)展空間，不能形成短期效應，應有效的解決廢舊塑料的問題。從具體的發(fā)展來說，不論是哪一種單獨的再利用技術(shù)都無法充分達成最終目標。所以就要求不單單從數(shù)量上出發(fā)，還需要保證最終的質(zhì)量，真正從廢棄塑料的本質(zhì)特性出發(fā)研制出合理的再利用方案。例如說，傳統(tǒng)方法在處理車輛上的廢棄塑料時大多使用的是焚燒模式，但如果利用粉粒模塑的方式就能將這部分塑料進行再次使用。針對一些規(guī)模較大同時會破壞環(huán)境的塑料物質(zhì)時，能夠真正達成再利用目標的處理方式還處在摸索階段。本次就基于現(xiàn)有的木塑復合材料制作方式進行深入分析，研究該材料在制作過程中各方面情況以及具有的特性。

2木塑復合材料擠出成型技術(shù)

2.1木塑復合材料成型原理

木塑復合材料在制作過程中主要選取了植物纖維以及具備熱塑性特點的塑料物質(zhì)，其中涵蓋有樹木枝干和秸稈等等。根據(jù)相應的比重加入適當?shù)妮o助原料以及偶聯(lián)劑等，通過高溫高壓的技術(shù)手段將其融合成具有特定結(jié)構(gòu)的材料。從本質(zhì)來說，該材料可以劃入到基本工業(yè)領(lǐng)域當中。能夠?qū)⑵湓俅卫弥谱鞒鱿鄳漠a(chǎn)品，諸如說一些包裝外殼等。這部分產(chǎn)品不僅僅具備了木料的特性，還融合了一定的塑料性能，整體來說穩(wěn)定性能良好、外界腐蝕較為困難，同時加工利用更為方便。總體來說，研制出這樣的基礎(chǔ)產(chǎn)品意義重大，推動塑料再利用技術(shù)的向前發(fā)展。

2.2木塑復合材料的市場及前景

從我國資源配比來說，木料資源較為短缺，整體上森林面積所占比重僅僅約為13%，平均到個體身上僅有10m3。同世界范圍內(nèi)的平均指標相比較來說差距明顯，每年都需要從外部進口木材資源。與此同時，鋼材的生產(chǎn)水平也低于發(fā)達國家，人均占有量更為匱乏，所以通過塑料替換這些材料已經(jīng)迫在眉睫，開辟出新的“森林”模式，該項技術(shù)方案也是長期發(fā)展的需要。

3木塑復合材料傳統(tǒng)成型工藝的分類及其應用

3.1擠出成型工藝

擠出成型的技術(shù)手段作為當前較為先進的冷卻成型方式，從原理來看主要是通過擠出設(shè)備將一些高分子熔體按照特定形狀的模型來制作完成。整體來說，該技術(shù)操作簡捷、效率提升明顯、能夠廣泛適用于眾多領(lǐng)域當中，同時所占空間體積較少。在應用該項技術(shù)時，需要挑選特定性能的原材料作為基本載體，首要保證的便是熔點不能高于200℃，一旦超過該參數(shù)就會造成在制作過程中發(fā)生降解等問題。通常在擠出的過程中，選用的方法為直接擠出或者預期混合的模式。

3.2一步工藝法

使用該項技術(shù)時，原材料進入到擠出設(shè)備后會被充分融合，經(jīng)由特定形狀的模型制作出相應的成品。整個過程中最為重要的一環(huán)便是擠出設(shè)備，其必須要具備專門的壓縮與剪切混合性能，有效的增大接觸面，這樣才能保證螺桿傳輸熱量的過程更加穩(wěn)定。架構(gòu)螺桿的過程中需要設(shè)定一定規(guī)模的給料空間，有效提供給松散原料壓縮力的作用，保證木粉充分浸透。此外，剪切力降低的過程中，就會讓螺桿推動擠出料更加有效的融合。確保低轉(zhuǎn)速模式中剪切力適當。保證木粉不會被過度分解。

3.3兩步法工藝

期望達成擠出的最終目標，需要基礎(chǔ)材料具備穩(wěn)定的性能，由于需要精確測定纖維材料，一般選用的技術(shù)為兩步法擠出，首先是將基本的纖維原料預先壓縮處理。這樣的方式同一步法對比來看，能夠先通過預處理的模式將粉體性能提升到期望指標，更好的保證最終擠出結(jié)果滿足要求。同時粉體性能的保證，也可以有效達成技術(shù)手段的標準。縱觀兩種工藝來說，兩步法的技術(shù)更為優(yōu)良，通過預處理后就能夠讓性能達到基礎(chǔ)標準。與此同時，使用兩步法的技術(shù)手段能夠讓成品材料具備更好的抗干擾能力，并且不會存在由于原料的松散造成技術(shù)難以完成的問題，經(jīng)由預處理的原料能夠完美的應用在擠出過程中。

4近年來木塑復合材料成型工藝的發(fā)展趨勢

4.1共擠趨勢

共擠成型的技術(shù)誕生于二十世紀后半段，通過將差異化的原料經(jīng)由不同的擠出設(shè)備熔塑完成后，匯聚在相同的機頭內(nèi)部，并通過該機頭擠出成型，最后冷卻完成即可獲取期望的復合材料。

相較于原有的復合材料制作技術(shù)，該工藝具備以下優(yōu)勢：

（1）該項技術(shù)能夠充分融合具有差異化性能的原料，并且將這些原料原有特點良好的展示出來，從而制作出相應需求的產(chǎn)品。

（2）使用該技術(shù)手段能夠制作多種產(chǎn)品，廣泛適用在諸多領(lǐng)域當中。在制作差異化復合材料時，只需要選用不同的模具即可完成。此外，在材料選擇上適當擇取顏色，能夠優(yōu)化外觀形象，更好的達到最終要求。

4.2多種傳統(tǒng)成型工藝復合趨勢

宋艷江等采用擠出混煉和注射成型的方法制備了LDPE基木塑復合材料。考察了木粉改性劑（馬來酸酐、氧化二異丙苯）的含量及一步法與兩步法制備工藝等對復合材料加工性能、力學性能及動態(tài)熱機械性能的影響；并借助掃描電子顯微鏡分析了其作用機理。

5結(jié)束語

木塑復合材料從問世距今已有100多年的研究歷史，然而，受到科學發(fā)展水平及技術(shù)的限制，仍存在許多性能上的缺陷，這大大限制了復合材料的應用。隨著國家對木塑復合材料要求力度的加強，相信我國木塑復合材料成型工藝將出現(xiàn)技術(shù)的突破，從而使木塑復合材料的使用性能得以大大提高，木塑制品的市場得以大幅度開放。

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作者簡介：

張少聰，出生年月：1996.09.29，性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：湖北省黃岡區(qū)武穴市，學歷：本科，研究方向：材料成型及控制工程.