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木塑复合材料（Wood Plastic Composite）是由再生塑料和小木屑或纤维制成的板材或木材产品。与历史悠久的天然木材或传统木质复合材料（如刨花板或纤维板）相比，木塑复合材料是相对较新的产品。本情况说明书总结了WPC的一些基本制造步骤、物理和机械特性以及主要用途。 木塑复合材料在美国应用广泛，由细如面粉的木屑和再生塑料混合而成。北美WPC市场销售额已达到近10亿美元。2001年至2006年间增长了200%，预计未来5至6年内年增长率将达到20%。随着WPC产能的增加，新产品正在不断开发，例如门框、扶手和窗框。 WPC主要生产工序及性能 一般来说，WPC的制造分为两个步骤。将木材和热塑性塑料（如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚氯乙烯(PVC)）混合在一起，形成面团状稠度，称为混合。混合可以通过批量或连续工艺进行。除了主要成分木材（颗粒大小从20到60目）外，还添加塑料偶联剂，稳定剂，发泡剂或染料，以增强最终产品的特定用途的性能。 例如，润滑剂可以改善表面外观。WPC有三种常见的成型方法。图1显示了挤压法，即将熔融的复合材料强制通过模具。在注塑成型法中，熔融的复合材料被强制进入冷模具。第三种方法将熔融的复合材料压入模具两半之间。
图1.木塑复合材料的挤压制造过程。大多数WPC都是通过挤压工艺生产的，该工艺使用各种类型的挤压机（如单螺杆或双螺杆）来形成材料的最终形状。图2、3和4分别显示了WPC产品的示例和典型制造工艺的流程图。
图 2.不同类型的木质复合产品。
图 3.木塑复合材料作为地板的应用。
图4.木塑复合材料的典型生产流程图。 WPC的大部分物理和机械性能主要取决于木材和热塑性材料之间产生的相互作用。改善这种相互作用的最有效方法之一是加入偶联剂作为添加剂。一般来说，此类添加剂有助于亲水性木材（容易吸收水分）与疏水性塑料（对水缺乏亲和力）之间的相容性，从而形成单相复合材料，从而使产品的尺寸稳定性优于实木。 由于健康原因和环境污染，使用铬酸铜砷(CCA)进行传统压力处理的木材正面临越来越多的用户的不满。此外，自2002年12月起，使用砷基化合物处理的木材已被禁止用于与人类直接接触的用途，例如铺板材料、游乐场设备或野餐桌。 WPC木材（无论是实心横截面还是管状结构，如图2所示）的使用，都是非常受欢迎的材料，可作为经处理的木制品的替代品。表1还显示了WPC的典型机械性能，包括弹性模量(MOE)和断裂模量(MOR)。MOE和MOR在之前的资料中进行了描述FAPC-162木材的实际应用强度特性。 表1.典型木塑复合材料的力学性能。
WPC的一些优点和缺点 WPC的最大优势在于其使用废木和再生塑料材料的环保方法。与实木相比，木质复合塑料的维护成本较低。WPC快速增长的主要原因之一是其低生命周期成本。 总体而言，WPC甲板的生产成本比经过压力处理的木材高出约15%，但维护成本较低。与经过压力处理的甲板材料相比，实际投资回收期估计为3至5年。其出色的尺寸稳定性以及较小的可变性也可以被视为WPC产品的另一个主要优势。 由于人们对WPC的户外应用有浓厚兴趣，许多国家的大部分研究都集中在WPC的耐用性和延长使用寿命上。事实上，WPC最初被宣传为具有天然的抗腐性，可抵御真菌或昆虫的侵袭。然而，事实证明，WPC仍会吸收一些水分并最终腐烂，但腐烂速度比实木慢得多。 热膨胀、蠕变（时间依赖性变形）、高密度和涂漆困难是WPC的其它一些缺点。 |
