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木塑材料加工工艺要求及造粒设备选型

作者:苏州恭乐人气:发表时间:2018-2-27 9:22:42

木塑材料制造的关键技术是如何保证稻壳粉的高填充量,使稻壳粉填充量高达80%~90%以达到制品有较低的生产成本和较高的使用性能。作为在高填充量的前提下如何确保材料有高的流动性和渗透性从而能促使热塑熔胶能充分地粘接稻壳粉,达到共同复合的力学性能及其他方面的使用性能,主要需解决以下几个方面的问题:

木粉的表面处理

原材料(塑料、稻壳粉种类)的选择及如何提高塑料与稻壳粉之间界面结合力。因为对于两相复合界面往往成为应力集中区,因此提高复合材料力学性能的关键是提高界面的相容性。

塑木成型的工艺流程主要包括塑料的粉碎、清洗、干燥和造粒,木粉的干燥、处理、塑、木的混配以及制品成型工艺。
塑木制品的成型加工包括几种形式:挤出成型、压延成型、注射成型、压制成型等。

目前可用于木塑挤出成型的设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。

常规的单螺杆挤出机在木塑复合材料挤出中受到较大的限制。可用于WPC的成型加工单螺杆挤出机必须采用特殊设计的螺杆,螺杆应具有较强的物料输送和混炼塑化能力,而且在挤出之前常常对物料进行混炼制粒。

目前木塑的主要加工设备为双螺杆挤出机,分为同向平行双螺杆挤出机和异向锥型双螺杆挤出机。
木粉和塑料的配方是塑木加工技术中的核心技术,它的好坏将直接影响着产品的加工工艺和产品质量。塑木配方一般为塑料、木粉和各类助剂所组成,其比例视加工设备不同而变化,同时也因产品的用途、要求不同而异。在加工前按照配方比例,把木粉、塑料及助剂放人高速混合机中进行混合,主要是为了使几种原料和助剂均匀混合,为挤出生产或压 制注射做前期准备工作。
木粉的选择和处理:主要要求各种木粉的粒径一般在20~100目,在此基础上,要保证木粉和塑料在混合前进行烘干处理。一般木粉含水量应控制在3%以内。在用带排气功能的挤出机,特别是双螺杆挤出机加工塑木材料时,可以不对木粉进行特别的烘干处理,只需日光下自然干燥即可直接进行挤出加工。
树脂的选择和处理:木塑技术所用塑料种类一般有聚乙烯(特别是高密度聚乙烯HDPE)、聚氯乙烯和聚丙烯,有时候也用到聚苯乙烯和ABS塑料。由于木纤维热稳定较差,只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用,尤其是聚乙烯。塑料聚合物的选择主要依据有:聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。
添加剂:由于木粉具有较强的吸水性,且极性很强,而热塑性塑料多数为非极性的,具有疏水性,所以两者之间的相容性较差,界面的粘结力很小,常需使用适当的添加剂来改性聚合物和木粉的表面,以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力。而且,高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差,常以某种聚集状态的形式存在,使得熔体流动性差,挤出成型加工困难,需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。同时,塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能,提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。

常用的添加剂包括如下几类:偶联剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、稳定剂等。

木塑复合材料,简称WPC,是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料。其技术特点是把两大类差别较大的不同材料相互混合在一起,即木材、塑料合二为一。形成一种新型材料,具有木材和塑料的双重特性,看起来和普通塑料并无两样,但重量却比传统的塑料轻得多,而且还可以在上面随意涂饰、雕刻。它是以70%秸秆等木质纤维加上30%废旧塑料和少量助剂通过特殊工艺的生产线制造出来的。

塑料中加入木质填料后会使其变得更硬,但经常也是变得更脆。木塑复合材料与同等尺寸的纯木材料相比,强度、刚度和抗蠕变能力都要差一些。但是,木塑复合材料吸水相对较少,从而具有较强的耐腐蚀衰老性能。加入合适的紫外吸收剂后,木塑复合材料也可以抵抗日光对材料的破坏。
木塑作为近几年来在双环保、集合木材塑胶之优势、符合国家政策等方面极具优势的新材质,主要用在建筑业(建筑铺板)、汽车业(门板、后搁物板、顶蓬、高架箱、防护板等),仓储业(托盘、垫板、包装箱),交通运输业(公路噪音隔板、防护栏、座仓隔板、铁轨枕木),农业(棚架、槽、水桶),设施(地板、露天桌椅、棚栏、梯子等)。



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