木塑复合材料PPT课件

格式：ppt
大小：2.49 MB
文档页数：36

下载文档原格式

塑木复合料及其生产工艺课件PPT资料50页

欧洲木塑工业总体发展不如北美地区，但近年来有加快走向。
木塑企业不多，产量和科技水平与中国企业相称，但其拥有强盛的装备制造能力，发展潜力不可小视。
欧洲人对木塑材料的要求比较细腻，对品种花色的需求也高于北美，室内装修装饰和户外建筑齐头并进，但使用科技和商品行情还不甚成熟，有高速增长的空间。
木塑复合材料及其生产
工艺
主讲人：雷文
南京林业大学理学院化学与材料科学系
一、定义
木塑复合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的混合原料，再经挤压、模压、注射成型等加工工艺热塑成型，生产出的板材或型材。
另外，有时可以采用密闭的水槽中抽真空的方法，产生喷雾，低压下气化，达到冷却效果
4.牵引装置
4.牵引装置
4.牵引装置
5.其他装置
轧花装置打磨装置切割装置
五、木塑的优势
1.产品具有与原木相同的加工性能，可钉、可钻、可刨、可粘、表面光滑细腻，无需砂光和油漆、其油漆附着性好，亦可根据个人喜好上漆。
用发展迅速。为了降低成本，提高可再生资源利用的比例，高比例木质纤维（木粉）的木塑复合材料在近几年发展起来。木质成分含量的增加，给制备工艺和界面相容性的提高增加了难度，所以，如何改善木质填充物与塑料基体间的界面相容性成为该材料的关键技术之一。
2019-2019年国外木塑复合材料生产消费预测图
2.产品摒弃了木材自然的缺陷、如龟裂、翘曲、色差等、因此无需定时保养。

7.木塑复合材料及技术介绍

木塑复合材料及技术介绍一、木塑复合材料木塑复合材料是近年来国际上兴起的一种新型材料，是“植物性纤维复合材料”中的一种。

“植物性纤维复合材料”已被中国科学院列入“2002年高新技术产业目录”，至今依然有效。

木塑复合材料同时具备塑料和木材的优良特性，即：既象塑料似地防水、防腐、热加工性能好，回收利用率高，又象木材似地可锯、可刨、冷加工性能好；又由于该类材料可大量使用回收塑料，可利用木屑、麦杆、稻壳、棉杆等各种农业和木材加工业的废弃物，生产出的复合材料产品可一次成型或加工成型材，其成本只略高于木材，而市场售价只为塑料产品的一半，因此，木塑材料项目不仅具有良好地社会效益和环保效益，而且具有较高的经济效益，是一项高附加值的综合利用环保项目。

国家对木塑复合材料的发展十分关心，在鼓励和规范植物性纤维复合材料技术发展上做了大量工作。

1998年国家经贸委下文指示大力开发新型包装材料以代替木制托盘。

2001年8月中国包装总公司组织审定通过“组合式塑木平托盘BB/T020-2001行业标准”。

2002年底中科院将“植物性纤维复合材料”列入“高新技术产业项目”2003年8月国家发改委下文指示加快木塑复合材料产业化步伐。

2004年3月“中国包装总公司”组建“中国同泰环境产业发展公司”，国家拨款一千万元，经在全国进行行业考察后，选用了淄博富瑞得复合材料有限公司的技术，建成了“木塑复合材料产业化示范基地”。

2005年国家又拨款五百万元，进行技术开发。

2005年5月“中国综合利用协会”成立“木塑专业委员会”，“中国包装总公司”为理事长单位，“中国同泰环境产业发展公司”为常务副理事长兼秘书长单位。

2005年8月国办发(2005)58号文通知：由国家发改委牵头制定木材代用和综合利用国家发展规划，并制定相应扶持政策。

这一切大大激励了我国的木塑复合材料的研发速度和产业化进程。

二、市场由于木塑复合材料的优良性能，所以用木塑复合材料生产的产品进入市场后，在多个应用领域确立了自身的地位。

木塑复合材料制备与制品成型

足够的耐磨性和使用寿命。
精选可编辑ppt
8
2）模具设计和冷却定型：
• ①除了保证流道设计的圆滑过渡与合理的流量分配。木塑复合材料对建压能力与温度控制精度有更高的要求。
• ②要使木塑产品获得好的纤维取向（仿木纹）和制品质量就要确保机头有足够的建压能力（从10千巴提高到30千巴）和长的定型段。甚至在压缩段和定型段采用双锥度结构。
• a、家电、五金工业件如电视机外壳、插座、底座 • b、异形家具部件如装饰条、腿、支架等 • c、独特的音响效果，如音箱等
精选可编辑ppt
11
2）注塑木塑的难点：
• ①干燥度：木质材料如木粉、木纤维、草纤维的高吸水性，加上注塑机不设排气孔，因而为保证产品质量，其吸水率≤1%。
• ②木粉的细度：
• ③木塑制品导热性差，且多为异形材，冷却定形困难，多采用水冷定型，冷却流道合理设计，保证高效冷却。
• ④宽幅门板和发泡宽幅木塑板材如1220×25，模具设计为双阶形式。
精选可编辑ppt
9
四、注塑木塑复合材料加工成型的发展
精选可编辑ppt
10
1）趋势：注塑木塑复合材料目前仅占木塑总量的3%，但这二年来其增长率却达70%。注塑成型开始运用于木塑的产品仅仅是室外景观——扶手和柱的帽端，慢慢地扩大为三类：
5
三、挤出木塑复合材料设备上的对策：
精选可编辑ppt
6
1）螺杆构型上的设计：
木塑复合材料挤出过程中，螺杆的构型起着十分重要的作用。合理的螺杆结构能降低螺杆与木纤维的磨擦，产生适当的剪切和分散混合，使含有大量木质材料的物料体系能很好的均匀塑化。
精选可编辑ppt
7
具体要求是：
• ①对木纤维，树脂，助剂等能在设备中能实现良好的分散和浸润。

木塑复合材料的发展与配方设计.ppt

国外木塑材料主要应用领域分布情况
应用实例
户外产品
木塑托盘
园林产品
包装产品
汽车内饰件
PVC木塑室内装饰
木塑复合材料的应用在不断扩展
仅以美国为例：应用于围栏、门窗框架、户外产品、包装货架等，1998年共生产9万吨至2000年增长到18万吨, 至2003年达到近40万吨。
生产木塑制品投资省、见效快，原料、来源广泛，产品的投产期仅需2-3个月，利税可达30%以上，经济效益与社会效益均好。
挤出法：型材、板材、管材等注塑法：各种零件热压法：板材或简单产品为主。
国内外三大类木塑材料使用比例
二、木塑复合材料发展背景
☆1、货物包装：由于天牛虫问题，国家四部委通知要求：企业在生产和出口欧美产品中要尽量避免使用木质包装；
2、我国目前木质托盘的年产量近亿万只，木材消耗量达3000万立方米，而木质托盘又是消耗品；
3、木材在使用过程中产生25-30%的废材，各行各业迫切在技术上解决这些废材的利用，使之资源化；
4、我国每年可回收的塑料在数百万吨以上，而我国废旧塑料回收率在世界上较低，仅为15％左右；发达国家废旧塑料的回收率都在50%左右；
5、将废旧塑料与废弃木材有效利用，既可节约森林资源，又可保护环境。木塑复合材料技术为我国解决木材紧缺、森林资源保护、“白色污染”等问题，提供了一个全面的，一举多得的解决方案。
不同木塑复合材料性能比较
性能
HDPE
PP
PVC
密度
2
1
3
价格
1
2
3
回收方便
1
2
3
硬度
3
2
1
抗蠕变性能

木塑复合材料

塑料原料
热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。
其它:3%
WPC 2008 Vienna, Austria
22
木质纤维/木粉/稻壳/竹粉
最常用的原料是木材，各种加工剩余物都可以加工成为短纤维或细颗粒、粉末，锯屑和砂光粉可以直接使用。农业纤维原料也占有一定比例，尤其在欧洲和我国，大部分工厂使用了秸秆、稻壳等农业来源原料。
19
20
塑料原料

聚合物的选择：热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料如环氧树脂。热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。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。聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等塑料的熔体流动速率(MFI)对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。 21
31
抗氧剂（antioxidant )
聚合物在加工、储存、使用过程中常受到氧和臭氧的作用，这种氧化反应尤其在受热、光照或有重金属离子存在下会加速进行，引起高聚物分子链降解或交联，从而使制品性能下降。在链反应过程中，只要遏制源头或捕捉（消灭）链反应的中间产物过氧自由基、氢过氧化物或碳自由基，就可以中止或减缓塑料的老化过程。抗氧剂就是能抑制或延缓高聚物自动氧化反应速度的物质。
WPC的产生可以追溯到20世纪初期，首先在欧洲,有人发明了一种主要由酚醛树脂和木粉构成的复合材料，被称为 Bakelite，这种材料被Rolls Royce公司用了制造变速器的把手。

木塑复合材料.ppt.

3.木塑复合材料的主要生产设备
在以上所述生产工艺中大多数工艺所用设备都是通用机械,如高速混合机、粉碎机、干燥机、开炼机、注射成型工艺中用到注射机、热压成型工艺中用到硫化机等,而木塑复合材料的专用生产设备主要应用在挤出成型中. 木塑复合材料的挤出设备主要有以下几种 1)单螺杆挤出机 2)双螺杆挤出机 3)串联式磨盘螺杆挤出机
1.木塑复合材料概况
PE木塑
PVC木塑
PP木塑
2.木塑复合材料的优点
（1）防水、防潮。根本解决了木质产品对潮湿和多水环境中吸水受潮后容易腐烂、膨胀变形的问题，可以使用到传统木制品不能应用的环境中。（2）防虫、防白蚁，有效杜绝虫类骚扰，延长使用寿命。
防水防潮
（3）多姿多彩，可供选择的颜色众多。既具有天然木质感和木质纹理，又可以根据自己的个性来定制需要的颜色
单螺杆挤出机
双螺杆挤出机
串联式磨盘螺杆挤出机
4.1木塑复合材料发展现状
木塑材料的产业化推广源于上世纪80年代的美国，最初是作为改性塑料应用的。随着技术水平的提高，木塑逐渐具备了塑料、木材、金属等单质材料的优点，成为自成体系的新型材料。目前，各类木塑制品在美国、加拿大、德国、英国、荷兰、日本和韩国等国已得到较为广泛的应用，形成了比较规范的产业和市场。在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求的双重推动下，全国性的“木塑热”正在逐渐兴起。到2005年底，全国已有木塑研发、生产和配套的单位逾150家，木塑产业从业人员数万人，木塑制品年产销量已接10万吨，年产值超过8亿元人民币。业内主要技术代表企业的试验样品已达到或超过国际先进水平。
我国的天然木材资源日益减少，木质制品的市场需求量却与日俱增。巨大的市场需求和技术突破必然会不断拓宽木塑材料的市场通道。从市场需求角度分析，木塑最有可能在建筑材料、户外设施、物流运输、交通设施、家具用品等领域开始规模性拓展由于国内市场尚处起步阶段，塑木制品在国内市场还没有大面积推广。中国市场与北美市场相比，木塑复合材料及制成品的增长还有相当大的空间，预期国内塑木复合材料市场近年内产量将超过百万吨，产值超过10亿元，并形成新型木塑复合制品体系

复合型塑木建材项目可行性分析PPT35页

二、化学建材的佼佼者——塑木制品
塑木技术是一项专利技术。它是以聚氯乙烯树脂和废弃木材粉末或农作物桔杆、壳皮粉末等为主要原料，添加适当辅料和添加剂，利用微发泡技术通过挤塑或注塑加工而成。塑木制品既克服了一般塑料制品的脆性、受热易变形和耐老化性差等缺点。又具有原木可钉锯刨粘等特性，更有防火、防水、防虫害、耐腐朽、耐老化、无翘曲、无龟裂、无色斑等优点。
九、水到渠成的塑木制品生产技术
进料 —— 将塑木胶粒原料倒入或吸入异型挤出机的料斗；发泡与成型 —— 原料在高温的影响下融化，一旦接近挤出模，便开始膨胀成型；真空定型 —— 发泡后的原料离开挤出模具，进入真空定型模具定型；冷却 —— 真空定型后，进入冷却槽，温度下降有助于制品凝固成型；牵引 —— 凝固的制品将由牵引机拉向切割机；切割 —— 切割设备有衡量感应器，能够按设定尺寸将制品切割；包装 —— 完成的制成品进入最后包装阶段。
塑木将继承原木的传统美观舒适的享受
浪漫-现代追求
纯真-回归自然
怀旧-留住过去
塑木受温差膨缩影响极小,远胜原木.
塑木类似原木比较金属及塑料保温性更强
室外塑木围栏及平台-环保美观,造价低廉.
室外塑木平台-防水,防霉,防蛀.
八、潜力巨大的市场发展空间
化学建材用以替代门窗、家具材料和装修木线有一个至少不低于1000万吨的发展空间。
七、力争上游的国内化学建材发展
1999年11月全国化学建材第二次会议在北京召开，标志着化学建材发展从研究开发阶段、推广应用阶段进入产业化阶段。会议通过了《国家化学建材“十五”计划和2015年发展规划纲要》、《关于加强技术创新推进化学建材产业化的若干意见》、《推广应用化学建材和限制淘汰落后技术与产品管理办法》，为进一步推动化学建材产业的发展奠定了基础。 2008年北京奥运会将给化学建材暨塑木制品发展带来巨大商机——奥运会体育场馆及奥运公园建设中，看台坐椅、楼梯、护墙板、踢脚线、门窗、窗台板、长椅、围栏、装饰木柱、装饰木线、室内外地板，均可广泛使用复合型塑木制品。

塑木PPT

二、塑木生产工艺：
典型的木塑复合材料生产工艺是利用热搅拌技术将木质纤维和热塑性塑料充分混合, 再以挤出、层压、模压或者注塑的方式成型得到木塑复合材料。其工艺流程如图1所示,主要分为两步:第一步是偶联剂或增容剂对木材或塑料的改性;第二步是木材与塑料的复合。
三、塑木用途
木塑复合材料是近年来发来的一种新型材料，它将两种不同材料的优点有机的结合在一起，既可以象木材一样表面胶合、油漆，也可以进行钉、钻、刨等，又可像热塑性塑料一样成型加工，发挥了木材的易加工性和塑料的加工方法多样性、灵活性，应用领域十分广泛。
LOGO
瑞典馆
塑木材料在景观工程中的应用
四、塑木现状
木塑——一种替代木材的新材料，以植物纤维为主原料，与塑料合成的一种新型复合材料，同时具备植物纤维和塑料的优点，适用范围广泛，几乎可涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它类似复合材料的使用领域，同时也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题。其主要特点为：原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化。
随着人们生活水平、文明程度的提高，环境保护意识的增强，塑木在国内外的应用越来越广泛，市场前景越来越宽阔。 2008年的北京奥运会公共设施已经大面积的使用了塑木产品，2010年将在上海召开的世博会的一些基础设施建设正在大面积的使用，2010年广州的亚运会也在积极选用这种材料，2011年深圳的大运会和一些公共设施，园林建设、物流和铁路建设等方面都在考虑大面积的采用塑木复合材料。
总之，塑木产业的发展前景不但在中国被看好，在全世界都是被看好的。这不仅是因为产品本身的优良特性，更重要的是由其资源循环利用的意义和对环境保护的重要贡献所决定的。塑木复合材料作为一种理想的环保型材料，成本低，而且能重复使用和回收利用，正在逐步替代一些对环境造成污染的产品。同时，我们除了对塑木产品特有的优异性能有足够的了解和信心外，也应该认识到，作为一种新兴的材料，它并不是万能的，一样存在着这样或那样的缺陷。只有我们正确的认识，科学合理的利用，才能更加促进行业健康蓬勃的发展。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

塑料以热塑性再生塑料为主，可以采用新料,种类为：PE、 PP、PVC、ABS等
木质纤维锯末粉，花生壳，稻壳，各种农作物秸杆、亚麻杆及棉花杆等含有木质纤维之类的材料，还可以是可回收的汽车轮胎，玻璃纤维、无机纳米材料等
成型方法
挤出法：型材、板材、管材等注塑法：各种零件热压法：板材或简单产品为主
7、可以用与天然木材相同的工具和工艺进行钻孔、切割和修整，还可以象加工木材那样打磨、喷漆、上色和装饰，使其获得所需的美观效果。特别是PVC木塑材料效果更佳。
四、应用实例
包装运输类：托盘、军品和民品包装箱、玻璃包装箱、周转箱，插车货板、仓储垫板等包装制品
园林景观类：凉亭、座椅、栅栏等城建用品
车辆船舶类：汽车等内装材、风扇罩、仪表架等部件、船舶内装和隔热材等
2、提供加工稳定性，提高使用寿命 ★抗氧剂 ★紫外吸收剂和稳定剂
3、改善机械强度 ★偶联剂 ★冲击强度改性剂
润滑剂
• 内润滑—影响树脂加工性能 ★降低粘度，增加流动性 ★降低剪切耗散热 ★降低熔体破裂
• 外润滑—影响树脂与木粉之间界面性能 ★减小树脂与机筒、螺杆间摩擦 ★防熔体破裂 ★促进填料的分散
• 生物质原料制备设备、高速混料机组、造粒设备、挤出机、成型模具等。其中在挤出成型的木塑复合材料制造过程中，挤出机是关键设备。
加工设备的选择
1、单螺杆挤出机
2、异向旋转双螺杆
2、不需要日常维护，使用寿命比木材长；
3、聚烯烃类木塑材料机械性能好，可广泛作承载结构材料使用；
4、聚烯烃类木塑材料98%的原料为再生材料，所以成本较低，同时产品可100%再回收利用；
5、PVC类木塑复合材料通过微发泡提高冲击强度、降低比重，真正仿木。
6、木粉填充后的制品技术性能可靠，质感接近木感，维修简单。
中分散 ★促进木粉粘合树脂
效果： ★增加拉伸、弯曲和冲击强度 ★减少吸水率 ★提高热变形温度 ★提高老化性
3、生产设备
• 木塑复合材料的制造主要有挤出成型、热压成型、注塑成型等工艺，但目前应用较广、技术最为成熟的是挤出成型工艺。根据生产工艺的要求，整条生产线所需设备主要由以下几个部分构成：
国内外三大类木塑材料使用比例
二、国内外主要木塑技术
国外： PE、PP、ABS、PVC+木粉美国Mobil公司：利用废旧膜与锯末挤出型材 Davis Standard：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机挤出型材，双挤压系统 Cincinnati：锥形双螺杆挤出机挤出型材专门设备：Woodtruder，包括共挤压木粉填充量：达到50-90% 产量高：300-1000kg/h
主要表现在随着术粉含量的增加其弯曲强度和弯曲弹性模量明显增大。
木粉填充量对复合材料性能的影响
• 木塑复合材料中木粉含量直接影响到材料的加工性能与制品的力学性能。
• 一般情况下，随着木粉的填充量增大，材料的拉伸强度和冲击强度急剧下降。但随着木粉含量的进一步增加，两者的变化率都不大，处于一个非常稳定的阶段。
木塑复合材料
李洁江克玉柏磊张思琪
主要内容
一、木塑复合材料的定义二、国内外主要木塑技术三、木塑复合材料的优势四、应用实例五、成型加工技术
六、发展趋势
一、木塑复合材料
也称为：塑木或木塑复合材料环保木/塑美木 POLYWOOD（保利木）
英文名 Wood Plastic Composites 简称WPC 定义：以塑料为基添加一定比例的含有木质纤维类材料制成的材料；或以木粉为基添加一定比例的塑料制成的材料都可称为木塑复合材料。
家装及建筑类：活动房屋，窗框，门板，门褴，混凝土模板，楼梯拍手，墙壁，天棚，装饰各种异型材，地板、家具等建材用品
其它类：农用大棚支架及用桶、钓鱼用舢板、水产箱、教学用品、枪托、球拍、滑雪板、高尔夫球棒、舞台用品以及各种模型等
户外产品
木塑托盘
园林产品
包装产品
汽车内饰件
PVC木塑室内装饰
日本艾因工程技术公司型材产品
• 新加坡LESCO公司：研究PVC+木粉复合材料用于建筑装饰件、门框、地板和格栅围栏等；
• 近几年又发展了PVC+木粉微发泡技术，挤出型材，主要特点降低比重，提高抗冲击强度，做到真正仿木。
三、木塑复合材料优势
1、对环境友好：使用再生材料（木粉与塑料）；不需要作防腐处理
五、成型加工技术
1、影响影响木塑复合材料性能的因素
以木塑复合材料挤出为例，影响木塑复合材料性能的因素主要包括：挤出成型工艺条件、基体树脂的种类、木粉的含量（木塑比）及木粉粒径、各种添加剂（润滑剂、偶联剂、增容剂等）、木塑复合材料挤出成型的设备等。
2、配方设计
1、树脂：挤出级聚烯烃原料采用回收料、新料均可 PVC原料采用新料
2、木粉/木纤维：木粉长径比L/D=2：1-4：1 木纤维长径比L/D=10：1利于增强
基本配方中木粉对性能的影响
木粉的加入能降低材料的韧性，拉伸强度和冲击强度。同时提高材料的刚性
原因如下：木粉加入后仍然保持纤维束状，有一定的长径比和较高的强度，当木粉加入到一定程度时，对体系的增强作用更加明显
• 因此前期要考虑加入适当的增容剂，以改善木粉与基体树脂界面的相容性，提高材料的拉伸强度和冲击强度。
木粉的粒径对复合材料性能的影响
粒径较大的木粉有利于复合材料弯曲性能和冲击性能的提高，其拉伸强度随着木粉粒径的增大而呈现先上升后下降的趋势
木塑材料加工助剂作用
1、改善加工特性 ★ 润滑剂 ★ 偶联剂/相容剂
国外Cincinnati木塑挤出生产线
意大利：Bausano Group：异向旋转双螺杆挤出机，挤出片材与板材（≥2000mm×1mm-6mm）原料：PP、ABS、PVC+木粉
加拿大：Dura公司（生产厂家）：利用HDPE/木粉挤出型材（设备Davis Standard）
日本：艾因工程技术公司挤出成型宽幅大型高强度中空板材（W=900mm厚达100mm）相比胶合板等实心板具有更高的刚性、弯曲强度和表面硬度；具有优于铝材的耐久性、耐水性，兼备木材的触感和风格。