Дерево-полімерний композит, склад, властивості і обробка виробів з ДПК - отримання

Дерево-полімерний композит

Дерево-полімерний композит (ДПК) - композиційний матеріал, що містить полімер і деревне наповнювач, модифікований, як правило, хімічними добавками. Інші використовувані назви деревно-полімерних композитів: "рідке дерево", деревно-пластиковий композит, Древопласт, полівуд, древотермопласт і т.п. Особливість деревно-полімерних композитів полягає в тому, що готові вироби виходять з відходів виробництва і споживання: тирси, стружки, деревної муки, сільськогосподарських відходів і різних видів відходів споживання.

Дерево-полімерний композит - сучасний матеріал, який має всі кращі природні властивості дерева, але так само має і ряд недоліків, таких як схильність до гниття і цвілі, горючість, дефекти поверхні, не вбирає вологу і т.д.

Склад ДПК: деревне борошно (або дрібна тріска) з фракцією 0,5-2мм, полімер і аддитиви. Як полімеру може бути ПВХ (50/50), поліетилен (70/30) або поліпропілен (60/40).

Виробництво деревно-полімерних композитів - один з найбільш перспективних в області раціонального використання відходів лісопиляння, меблевого та деревообробного виробництв, використання низькосортної деревини, рослинних целлюлозосодержащих відходів і вторинних пластмас для переробки в високоякісні профільні деталі для широкого спектра застосувань, включаючи будівництво і меблі.

Склад, властивості та оброблення виробів із ДПК

Використовувані матеріали і склад

Деревно-полімерні композиційні матеріали складаються з трьох основних компонентів:

· Часток подрібненої деревини, 30-80% (в залежності від використовуваного полімеру)

· Комплексу спеціальних хімічних добавок (модифікаторів, аддитивов), що поліпшують технологічні та інші властивості композиції та виробленої продукції. 0-5%

В даний час на ринку існують 3 різновиди деревно-полімерних композитів: ПЕ ДПК, ПП ДПК і ПВХ ДПК. У профільних виробах більшого поширення набули матеріали на основі ПЕ і ПВХ. При цьому вироби, виготовлені на основі ПВХ, мають найкращі характеристики в порівнянні з ПЕ і ПП за міцністю, негорючості і т.д.

Рецептура виробів безпосередньо залежить від виду і умов експлуатації самих виробів і в кожному випадку підбирається індивідуально.

Властивості одержуваного композиту визначаються властивостями полімерної матриці, частинок деревини і характером зв'язків і взаємодій між ними. Кількість деревини в композиті (за вагою) знаходиться в діапазоні від 50 до 80%. Іноді такі матеріали називають супернаполненнимі полімерами. Останні дослідження свідчать про принципову можливість виготовлення композиту з часткою деревини до 90 # 63; - # 63; 95%.

У виробництві ДПК можуть використовуватися будь-які термопластичні полімери і їх суміші, однак на практиці застосовуються три групи термопластів. поліетилен (ПЕ), поліпропілен (ПП) і полівінілхлорид (ПВХ). Найбільше використовується поліетилен - до 70%. Для управління технологічним процесом і властивостями ДПК в їх склад вводять різні добавки-модифікатори: антиокислювачі, антимікробні засоби, поверхнево-активні речовини, що пов'язують, протиударні модифікатори, мастильні матеріали, температурні стабілізатори, пігменти, вогнезахисні засоби, світлостабілізатори і спінюючої агенти.

Ще одним напрямком у виробництві ДПК є застосування в якості сполучних біологічних полімерів - наприклад, зернових крохмалів, відходів шкіряного та паперового виробництв і т.п. Біополімери дешеві, до того ж з них можна виготовляти легко утилізуються біорозкладні композити.

B якості деревного наповнювача може бути використана не тільки деревина хвойних порід, як цього вимагається при виготовленні ДСП, але практично будь-який вид деревини, а також різні відходи (рейка, обрізки, шпон, стружки, тирса) лісопильних і деревообробних виробництв і не затребувана деревина санітарних рубок в лісах. Крім того, додатковим сировинним ресурсом є целюлозовмістні відходи сільськогосподарського виробництва (багаття льону, ріпак, рисова лушпиння і ін. А також самооновлювється рослини: очерет, очерет і ін.).

Розмір частинок деревної муки може бути різним - від 0, 001 до 1 мм, і чим більше частки наповнювача, тим дешевше кінцевий виріб. Великі фракції мають обмеження у використанні, оскільки розмір часток наповнювача тісно пов'язаний з міцністю і якістю поверхні одержуваного матеріалу.

Властивості деревно-полімерного композиту

Матеріали ДПК володіють унікальним набором властивостей:

· Піддаються механічній обробці;

· Сировиною служать відходи виробництв;

· Можливість експлуатації виробів на відкритому повітрі при будь-яких погодних умовах, - матеріал не тріскається на морозі і не жолобиться;

· Екологічно чиста основа, відсутність токсичних виділень;

· Різноманітні і складні конфігурації профілю;

· Економія на вазі при виробництві полого профілю (з пустотами);

· Забарвлення по всьому об'єму.

Багато рецептури ДПК мають виняткову стійкістю до атмосферного і біологічного впливу: ультрафіолетового випромінювання, вологи, воді, мінеральних розчинів, стійкі до атак мікроорганізмів і комах. Деякі фірми - виробники ДПК надають гарантії на 10 - 50 років експлуатації готових виробів на вулиці, без спеціального захисту.

При цьому всі матеріали з деревинно-полімерний композитів можуть піддаватися обробці як дерево: обробка рубанком, кріплення цвяхами і болтами, розпил, друк, фарбування.

Обробляються вони тими ж інструментами, що і деревина. Легко пиляються, строгаются, свердлити і т.п. Добре утримують цвяхи, скоби, шурупи, багато піддаються склеюванню звичайними клеями для дерева. Деякі композити можна зварювати, подібно пластмасі. Можливо їх гнуття в підігрітому вигляді.

Профілі з ДПК можуть ефективно комбінуватися з металевими або склопластиковими профілями (смугами, трубами, куточками, таврами і т.п.) для створення дуже міцних і жорстких конструкцій.

Таблиця 1. Фізичні та механічні властивості ДПК

Найменування показників, од. виміру