Из статьи вы узнаете о совершенно новом материале — древесно-полимерном композите или ДПК. Мы расскажем о технологии производства, ассортименте изделий и преимуществах каждого вида перед натуральными аналогами. Также в статье приведены полезные советы по выбору террасной доски из ДПК.
Последние 40 лет развития промышленности смело можно назвать «эрой комбинированных материалов». Современное оборудование и технологии позволяют соединить, казалось бы, несовместимое: дерево, бетон, пластик, бумага, металл. Все они смешиваются, диффузируются, сплавляются с одной целью — получить новый продукт, сочетающий в себе наилучшие свойства нескольких исходных материалов. Так, среди прочих новинок мы увидели «жидкое дерево».
Что такое «жидкое дерево»
Говоря техническим языком, это экструдированный древесно-полимерный композит (ДПК). Это значит, что древесная составляющая законсервирована с помощью пластика. В такой комбинации материал принимает наилучшие свойства:
- От дерева — прочность на сжатие, ударопрочность, упругость. При этом древесная составляющая практически бесплатна — в ход идут любые отходы, перемолотые в муку.
- От пластика — коррозионная устойчивость, гибкость, точность обработки. Полимер обволакивает древесные частицы и устраняет главный недостаток дерева — разрушительные реакции с водой. Полимер в этой технологии — на 90% вторичный пластик, т. е. переработанные отходы.
Технологический процесс прост для понимания, но довольно сложен для исполнения. Полимер (пластик) смешивают в определённой пропорции с древесной мукой и нагревают так, чтобы он расплавился. Затем формуют в экструдере, на вальцах или в пресс-формах и охлаждают. На разных этапах в массу подмешивают около 10 разных присадок — пластификаторы, катализаторы, упрочнители и другие. Все подробности изготовления — сорт древесины и марка пластика, пропорции смеси, присадки, температурные режимы, как правило, составляют производственную тайну. Известно, что все ингредиенты можно приобрести в свободной продаже, а для древесной муки преимущественно выбирают бамбук, лиственницу и другие прочные породы средней ценовой категории.
Для изготовления ДПК создаются специальные многоступенчатые производственные линии. Они состоят из множества устройств и контроллеров. Собрать такой станок своими руками в гараже, к сожалению, не получится. Но можно приобрести готовую производственную линию.
Продукция из ДПК
В настоящее время ассортимент продукции неполон, т. к. материал относительно новый и свойства его до конца не изучены. Однако несколько наиболее востребованных позиций можно упомянуть уже сейчас.
Террасная доска или декинг
Составляет до 70% всей востребованной продукции из ДПК на сегодняшний день. Большая часть поставляемых производственных линий ориентирована на выпуск именно такой доски, т. к. это единственная на данный момент альтернатива дереву. Доска состоит из рамки периметра, рёбер жёсткости внутри и имеет пазогребневую систему крепления. Предлагаются различные цвета.
Преимущества перед традиционным материалом: от дерева доску ДПК выгодно отличает сплошной прокрас и лучшие физические показатели (прочность, гибкость, точность обработки). Многие виды доски ДПК выпускают двусторонними — с рельефами массива дерева и ребристой нарезкой.
Облицовочные фасадные панели или планкен
По большому счёту, их можно соотнести с виниловым сайдингом — принцип монтажа и структура панели у них очень похожи. Но панель ДПК значительно толще и жёстче, соответственно, имеет больший вес и лучшие физические свойства.
Преимущества перед традиционным материалом: более прочный и долговечный фасад, пазухи в панелях и толстые стенки лучше удерживают тепло и поглощают шумы.
Заборы, ограды, перилла, балюстрады
Формы малой архитектуры из «жидкого дерева» для декоративной отделки экстерьера и ландшафта. Имеют хорошую несущую способность и пригодны для интенсивной эксплуатации (в людных местах).
Такие изделия принято было выполнять из дерева (недолговечного и требующего ухода) или бетона (тяжёлого, холодного и не всегда надёжного). Древесно-композитные формы делают сборными, причём все детали проектируют заранее. На месте остаётся только собрать их при помощи болгарки и шуруповёрта. Такой забор не требует мощного фундамента, постоянной окраски. В случае повреждения участка или элемента конструкции, его можно легко заменить, изготовив дополнительно нужное количество деталей.
Общее преимущество — абсолютная нечувствительность к атмосферному износу (влага, мороз, перегрев на солнце), насекомым, грибкам и истиранию.
Общий недостаток — относительно большие колебания при нагреве и охлаждении. Расширение террасной доски ДПК может составлять до 6 мм на 1 м (при постепенном нагреве до +40 °С).
Цены на фасадные панели из «жидкого дерева»
Как выбрать террасную доску из ДПК
Любой вид «жидкого дерева» производится из древесной муки, состав которой не столь важен. Но состав полимера, который добавляется к ней, может иметь решающее значение:
- Полимер на основе полиэтилена. Проще и дешевле в производстве. Содержит большее количество опилок, за счёт чего он дешевле аналогов. Подвержен УФ-излучению (без присадок).
- Полимер на основе ПВХ. Более устойчив к перепадам температур, ультрафиолету, большая пожаробезопасность. Долговечнее в 2 раза по сравнению с иными составами.
По типу профиля террасные доски делятся на два типа:
- Полнотелые. Выдерживают значительные ударные нагрузки. Хорошо подходят для мест с большой проходимостью — летние кафе и веранды, палубы судов, набережные и пирсы.
- Пустотелые. Имеют малый вес. Подходят для террас частных домов.
По типу соединения доски ДПК делятся на:
- Шовные. Монтируются с зазором 3-5 мм и предусматривают хороший отвод воды. Крепятся кляммерами из металла или пластика.
- Бесшовные. Создают сплошную прочную поверхность за счёт обоюдного сцепления. Крепятся саморезами, кляммеры не требуются. Подходят для летних площадок кафе — в зазоры не попадают мелкие вещи, каблуки и т. д.
По типу противоскользящего покрытия или обработки:
- Обработанные щётками («брашинг» от англ. brush — кисть, щётка). Поверхность, созданная металлической щёткой (искусственное старение).
- Шлифованные. Поверхность обрабатывается наждачным полотном.
- Тиснёные. Как правило, исполняются в структуре дерева. Хороший декоративный вид, но в проходимых местах рисунок истирается и это становится заметно.
- Ко-экструзия. Верхний слой выполняется из высокопрочного состава и структурируется во время экструзии самой доски.
- Ко-экструзия с глубоким эмбоссингом (от англ. embossing — тиснение). Тиснение на верхнем слое имитирует ценные породы дерева .
На что обратить внимание вне зависимости от выбранного типа доски:
- Высота рёбер. От неё зависит прочность доски.
- Количество рёбер жёсткости. Влияет на прочность на изгиб — чем их больше, тем выше прочность.
- Толщина стенок. Тонкие стенки (2-3 мм) плохо держат ударные нагрузки.
- Ширина доски. Чем шире доска или панель, тем быстрее и проще монтаж и меньше потребуется креплений.
Совершенно справедливо можно принимать данные советы по отношению к фасадным панелям и другим изделиям из ДПК для облицовки плоскостей.
Индустрия обеспечивает обывателя возможностью сделать свой выбор — использовать новый натуральный материал, на который идут природные ресурсы (дерево, камень) или применить продукцию переработки вторсырья. Сегодня люди научились превращать отходы обработки натуральных материалов в продукцию, опережающую эти материалы по свойствам. Однако выбор остаётся за человеком — либо утилизировать мусор, приобретая ДПК, либо создавать его всё больше, отдавая предпочтение природным материалам.
Древесно-полимерный композит является одним из популярных видов древесных композитов, который совмещает достоинства древесины и пластика. Вместе с этим недостатков натуральной древесины материал лишен. Каждому знакомы предшественники этого материала, среди них следует выделить:
Почему стоит выбрать ДПК?
Эти материалы состоят из стружки или опилок, а также связующего вещества. По сравнению с натуральной древесиной они стоят дешевле, а по отдельным показателям превосходят свой натуральный аналог по характеристикам, что определяет направление их использования.
Особенности производства
Древесно-полимерный композит стал результатом новых разработок. Этот материал является инновационным, он принадлежит к новому поколению и характеризуется широкой областью использования. В своем составе он имеет древесную муку, модификаторы и термопластичный полимер. Мука может быть заменена отходами сельскохозяйственной переработки, что позволяет удешевить продукцию. Что касается модификаторов, то они необходимы для того чтобы придать изделию особые свойства. Мука и полимер используются в соотношении, которое зависит от класса и производителя материала.
Наиболее дешевый вариант содержит 70 % муки и 30 % полимера, что делает материал гидрофильным, более хрупким и менее износостойким. Если же применить равное соотношение, то удастся получить материал с оптимальными свойствами. Древесно-полимерные композиты могут содержать 40 % муки и 60 % полимера, что сказывается на эстетических свойствах материала. ДПК внешне выглядит как пластик, но получается более прочным и устойчивым к воздействиям внешних факторов. В составе имеются химические добавки в виде модификаторов, их наличие не сказывается на экологичности, ведь количество не превышает 5 %.
При изготовлении используется экструзия, которая предусматривает получение изделия из полимера методом продавливания в расплавленном виде через формующее отверстие машины, последняя называется экструдером. Реже древесно-полимерные композиты изготавливаются по методу литья под прессованием и давлением в формах.
Основные характеристики и область использования
Материалы из древесно-полимерного композита предназначены для обустройства объектов, которые подвергаются воздействию внешней среды. Если эксплуатация будет проводиться под открытыми лучами солнца и при повышенной влажности, то композитная доска должна обладать особыми свойствами. Это касается и тех условий, если она будет использоваться при колебании температуры.
Доска из древесно-полимерного композита имеет длительный срок эксплуатации даже в условиях экстремального климата. Она готова прослужить от 15 до 50 лет. Материал обладает следующими качествами:
- износостойкость;
- устойчивость к ультрафиолету;
- влагостойкость;
- высокая прочность;
- устойчивость к перепадам температур;
- невосприимчивость к вредителям и плесени;
- отсутствие необходимости специального ухода;
- устойчивость к агрессивным растворам;
- возможность восстановления после сильного загрязнения;
- высокая огнестойкость;
- удобный монтаж и демонтаж;
- экологическая безопасность;
- хорошая теплопроводность;
- высокие эстетические качества.
Что касается износостойкости, то материал устойчив к царапинам и истиранию. На нем отсутствуют занозы, его можно использовать даже в местах с максимальной проходимостью. В таких условиях покрытие сохраняет первоначальный вид. Материал не разрушается и не выгорает, не разбухает, не меняет форму при высыхании. Он устойчив к перепадам температур, а эксплуатировать его можно от - 50 ˚С до + 70 ˚С. Материал высокопрочный, он выдерживает высокие нагрузки и не трескается от ударов. Он восприимчив к вредителям и плесени.
Изделия из древесно-полимерного композита не требуют специального ухода и дополнительного покрытия, а также нанесения антисептиков. На него могут воздействовать кислоты, щелочи и агрессивные растворы.
Материал огнестоек, он не поддерживает горение и не может воспламениться от искры или окурка. Монтировать и демонтировать его довольно просто. Крепление хорошо продумано, профиль можно изгибать, сверлить и пилить.
Еще одно достоинство панелей из древесно-полимерного композита состоит в экологической безопасности. Материал не выделяет в окружающую среду вредных веществ, его можно использовать для повторной переработки, он не засоряет внешнюю среду отходами. Доски теплопроводны по аналогии с древесиной. Вы не будете ощущать холода, если пройдетесь по поверхности босиком.
Эстетические качества материала высоки. Он обладает цветом, текстурой и ароматом натуральной древесины. В продаже представлено огромное множество решений с разными текстурами и вариантами окраски. Древесно-полимерный композит для фасада имеет все вышеперечисленные характеристики, а значит, его основными преимуществами являются:
- высокая влагостойкость;
- отсутствие обработок и специального ухода;
- практичность;
- долговечность.
Материал можно использовать даже на берегу моря. Но, как и у каждого решения для строительства и ремонта, у таких композитов есть недостатки, один из них - высокая стоимость. Минусом является еще и риск быть обманутым недобросовестным производителем.
Отличительные особенности
При производстве древесно-полимерного композита может использоваться разные сырье, что влияет на конечные характеристики. При изготовлении может быть использовано разное соотношение основных компонентов. Помимо древесной муки, в роли наполнителя может выступить жмых семечек подсолнечника. Иногда используется макулатура или рисовая шелуха. Поливинилхлорид является связующим термопластичным полимером. Эту же роль выполняет полиэтилен или полипропилен.
При производстве древесно-полимерного композита могут получаться доски, плотность которых варьируется от 700 до 1200 кг/м 3 . Прочность тоже может быть разной, на что влияет полно- или пустотелость. Изделия могут иметь один, два или несколько слоев. Поверхность иногда имеет обработку в виде тиснения, ее могут отшлифовать или нанести на доску печать.
Внешним слоем может стать защитное полимерное покрытие. Иногда используются лакокрасочные материалы, синтетическая пленка или облицованный шпон. Как правило, террасная композитная доска обладает одним из двух видов поверхностей, это текстура под дерево или рельеф.
Размеры
По ширине и длине панели могут обладать определенными размерами. Если вы хотите отделать фасад, следует выбирать доску соответствующего назначения с шириной от 8 до 12 см и от 18 до 20 см. Промежуточным значением является предел от 14 до 16 см. Толщина панели при этом может варьироваться от 1 до 2,1 см. Длина равна пределу от 3 до 6 м. Террасная доска отличается толщиной, которая может быть равна 4 см. Минимальное значение составляет 2,5 см.
Варианты использования
Из древесно-полимерного композита изготавливается:
- половая доска;
- террасная доска;
- профиль для кровли;
- фасадная доска;
- профиль для внутренней отделки стен;
- сайдинг.
Доски применяются при строительстве частных саун, уличных кафе, при обустройстве садовых участков и установке беседок. В городской зоне изделия используются для отделки лоджий и балконов.
ДПК для садоводов
Довольно часто сегодня используется древесно-полимерный композит для грядок. У этого способа обустройства приусадебного участка есть множество плюсов. Во-первых, сборка конструкций довольно проста и занимает мало времени. Во-вторых, бортики закрепляются отдельно. В-третьих, материал исключает образование грибка и плесени на поверхности. Такие доски не подвергаются воздействию вредных насекомых.
Ограждение имеет довольно привлекательный внешний вид, а на поверхности можно увидеть даже узоры и рисунки. Материал может быть обработан лакокрасочными составами. Конструкции экологически безопасны и не выделяют вредных веществ во внешнюю среду. Композит имеет гладкую поверхность и грани, которые не поранят человека во время работы. Доски устойчивы к неблагоприятным воздействиям, они способны выдержать высокие механические воздействия нагрузки и позволяют конструировать грядки любой высоты. Готовые изделия легко разобрать и перенести на другое место.
Двери из ДПК
Двери из древесно-полимерного композита очень устойчивы к внешним воздействиям, поэтому использовать их можно в помещениях с интенсивной эксплуатацией. Они довольно часто устанавливаются для использования в условиях с нестабильной температурой и влажностью. Описываемый материал еще называется жидкой древесиной, которая в изделии имеет эстетичный внешний вид и демонстрирует долговечность.
Композит является довольно мягким, поэтому на его поверхности могут остаться царапины. Для того чтобы избежать повреждений, эксплуатировать дверь необходимо осторожно. Но если в доме есть животные и дети, лучше выбирать изделия, поверхность которых изготовлена по технологии брашинга. Основание в этом случае имеет шершавость, что делает мелкие царапины незаметными.
Основные достоинства и применение сайдинга из ДПК
Сайдинг из древесно-полимерного композита сегодня очень популярен. Он не выделяет и не впитывает влагу, поэтому не усаживается и не дает усушки. Поверхность не покрывается трещинами и не деформируется при смене погодных циклов. Отделка отличается высокой тепло- и звукоизоляцией. Она не подвергается поражению бактериями, грибками, а также насекомыми.
Материал не образует ржавчины имеет высокую морозостойкость. В зимний период в доме хорошо сохраняется тепло. Этот вид сайдинга отличается простотой ухода, фасад достаточно будет периодически мыть водой, при этом можно использовать моющие средства. Активные чистящие растворы, однако, применять не следует, как и щетки, а также чистящие губки, которые имеют абразив или элементы металла.
Благодаря имеющимся качествам сайдинг из ДПК широко используется для внутренних отделочных работ и в облицовке фасадов. Он имеет превосходные качество и долговечность, а значит, готов придать коттеджу или дому естественную красоту.
Основные недостатки сайдинга
Каким бы ни был совершенным сайдинг из ДПК, он имеет некоторые минусы. Например, стоимость. Качественные панели обходятся довольно дорого, а дешевые не смогут порадовать длительным сроком эксплуатации.
Изделия представлены на рынке с достаточно маленьким выбором форм. Но этот минус некоторые называют условным. Несмотря на то что ДПК-сайдинг изготавливается в одном формате, благодаря особенности поддаваться обработке, этот минус можно частично компенсировать.
Заключение
Наиболее востребованным строительным материалом всегда есть и остается древесина. Она универсальна в обработке и обладает высокими теплоизоляционными эстетическими качествами. При создании необычных архитектурных построек и декорировании интерьера древесина вне конкуренции. Единственным ее недостатком является подверженность внешним факторам. Производители стремились свести на нет все недостатки и изобрели инновационный строительный материал, который называется древесно-полимерным композитом.
Древесно-полимерный композит (ДПК) - состав, содержащий полимер (химического или натурального происхождения) и древесный наполнитель, модифицированный, как правило, химическими добавками. Другие используемые названия древесно-полимерных композитов: "жидкое дерево", дерево-пластиковый композит, древесно-пластиковый композит, древопласт, поливуд, древотермопласт, wpс, wood polymer composite, wood plastic composite, ЭДНП (экологически чистые древеснонаполненные пластмассы), ДНПП (древеснонаполненный полипропилен). Особенность древесно-полимерных композитов заключается в том, что готовые изделия получаются, по сути, из отходов производства и потребления: опилок, стружек, древесной муки, сельскохозяйственных отходов и различных видов отходов потребления. Активно разрабатываются технологии, позволяющие использовать в процессе производства не первичные, а вторичные полимеры.По внешнему виду древесно-полимерный композитный профиль с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ или твердую ДВП, а с малым ее количеством - пластмассу. Его можно пилить, строгать рубанком, вбивать гвозди. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном.
Рынок жидкого дерева в России находится пока в зачаточном состоянии. Однако с усилением государственного регулирования в области деревообработки и переработки отходов, материал получает дополнительный стимул для развития в России: появляется спрос на изделия, открываются первые производства. Древесно-полимерные композиционные (ДПК) материалы, в последнее время пользуются особым вниманием у инвесторов и производителей.
Древесно-Полимерный Композит - суперсовременный материал. ДПК имеет все лучшие природные свойства дерева, но лишен таких его недостатков, как подверженность гниению и плесени, горючесть, дефекты поверхности, не впитывает влагу и пр.
В состав ДПК входят древесная мука (или мелкая щепа) с фракцией 0,5-2мм, полимер и аддитивы. В качестве полимера может быть ПВХ (50/50), полиэтилен (70/30)или полипропилен (60/40).
Производство экструзионных древесно-полимерных композитов является одним из наиболее перспективных в области рационального использования отходов лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производств, использования низкосортной древесины, растительных целлюлозосодержащих отходов и вторичных пластмасс для переработки в высококачественные профильные детали для широкого спектра применений, включая строительство и мебель.
В настоящее время корпорация Интервесп готова предложить комплектные высокотехнологические экструзионные линии для производства древесно-полимерных композиционных материалов различной производительности, надежным и стабильным производственным процессом. В качестве готовых изделий могут быть различные профили, подоконники, столешницы, панели, дверные коробки, различные погонажные изделия и пр.
Материалы на основе нескольких компонентов, что обусловливает их эксплуатационные и технологичные характеристики. В основе композитов лежит матрица на основе металла, полимера или керамики. Дополнительное армирование выполняется наполнителями в виде волокон, нитевидных кристаллов и различных частиц.
За композитами - будущее?
Пластичность, прочность, широкая сфера применения - вот чем отличаются современные композитные материалы. Что это такое с точки зрения производства? Эти материалы состоят из металлической или неметаллической основы. Для усиления материала используются хлопья большей прочности. Среди можно выделить пластик, который армируется борными, углеродными, стеклянными волокнами, или алюминий, армированный стальными или бериллиевыми нитями. Если комбинировать содержание компонентов, можно получать композиты разной прочности, упругости, стойкости к абразивам.
Основные типы
Классификация композитов основана на их матрице, которая может быть металлической и неметаллической. Материалы с металлической матрицей на основе алюминия, магния, никеля и их сплавов обретают дополнительную прочность за счет волокнистых материалов или тугоплавких частиц, которые не растворяются в основном металле.
Композиты с неметаллической матрицей в основе имеют полимеры, углерод или керамику. Среди полимерных матриц наиболее популярны эпоксидная, полиамидная и фенолформальдегидная. Форма композиции придается за счет матрицы, которая выступает своеобразным связующим веществом. Для упрочнения материалов используются волокна, жгуты, нити, многослойные ткани.
Изготовление композитных материалов ведется на основе следующих технологических методов:
- пропитка армирующих волокон матричным материалом;
- формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы;
- холодное прессование компонентов с дальнейшим спеканием;
- электрохимическое нанесение покрытия на волокна и дальнейшее прессование;
- осаждение матрицы плазменным напылением и последующее обжатие.
Какой упрочнитель?
Во многих сферах промышленности нашли применение композитные материалы. Что это такое, мы уже сказали. Это материалы на основе нескольких компонентов, которые обязательно упрочняются специальными волокнами или кристаллами. От прочности и упругости волокон зависит и прочность самих композитов. В зависимости от вида упрочнителя все композиты можно поделить:
- на стекловолокниты;
- карбоволокниты с углеродными волокнами;
- бороволокниты;
- органоволокниты.
Упрочнительные материалы могут укладываться в две, три, четыре и больше нити, чем их больше, тем прочнее и надежнее в эксплуатации будут композиционные материалы.
Древесные композиты
Отдельно стоит упомянуть древесный композит. Он получается посредством сочетания сырья разного типа, при этом в качестве основного компонента выступает древесина. Каждый древесно-полимерный композит состоит из трех элементов:
- частиц измельченной древесины;
- термопластичного полимера (ПВХ, полиэтилена, полипропилена);
- комплекса химических добавок в виде модификаторов - их в составе материала до 5 %.
Самый популярный вид древесных композитов - это композитная доска. Ее уникальность в том, что она объединяет в себе свойства и древесины, и полимеров, что существенно расширяет сферу ее применения. Так, доска отличается плотностью (на ее показатель влияет базовая смола и плотность древесинных частичек), хорошим сопротивлением на изгиб. При этом материал экологичный, сохраняет текстуру, цвет и аромат натурального дерева. Использование композитных досок абсолютно безопасно. За счет полимерных добавок композитная доска обретает высокий уровень износостойкости и влагостойкости. Ее можно использовать для отделки террас, садовых дорожек, даже если на них приходится большая нагрузка.
Особенности производства
Древесные композиты имеют особенную структуру за счет сочетания в них полимерной основы с древесиной. Среди материалов подобного типа можно отметить древесно-стружечные, разной плотности, плиты из ориентированной щепы и древесно-полимерный композит. Производство композитных материалов данного типа ведется в несколько этапов:
- Измельчается древесина. Для этого используются дробилки. После дробления древесину просеивают и делят на фракции. Если влажность сырья - выше 15 %, его обязательно высушивают.
- Дозируются и смешиваются основные компоненты в определенных пропорциях.
- Готовое изделие прессуется и форматируется для обретения товарного вида.
Основные характеристики
Мы описали самые популярные полимерные композитные материалы. Что это такое, теперь понятно. Благодаря слоистой структуре есть возможность армирования каждого слоя параллельными непрерывными волокнами. Стоит отдельно сказать о характеристиках современных композитов, которые отличаются:
- высоким значением временного сопротивления и предела выносливости;
- высоким уровнем упругости;
- прочностью, которая достигается армированием слоев;
- за счет жестких армирующих волокон композиты обладают высокой стойкостью к напряжениям на разрыв.
Композиты на основе металлов отличаются высокой прочностью и жаропрочностью, при этом они практически неэластичны. За счет структуры волокон уменьшается скорость распространения трещин, которые иногда появляются в матрице.
Полимерные материалы
Полимерные композиты представлены в многообразии вариантов, что открывает большие возможности по их использованию в разных сферах, начиная от стоматологии и заканчивая производством авиационной техники. Наполнение композитов на основе полимеров выполняется разными веществами.
Наиболее перспективными сферами использования можно считать строительство, нефтегазовую промышленность, производство автомобильного и железнодорожного транспорта. Именно на долю этих производств приходится порядка 60 % объема использования полимерных композиционных материалов.
Благодаря высокой устойчивости полимерных композитов к коррозии, ровной и плотной поверхности изделий, которые получаются методом формования, повышается надежность и долговечность эксплуатации конечного продукта.
Рассмотрим популярные виды
Стеклопластики
Для армирования этих композиционных материалов используются стеклянные волокна, сформованные из расплавленного неорганического стекла. Матрица основывается на термоактивных синтетических смолах и термопластичных полимерах, которые отличают высокая прочность, низкая теплопроводность, высокие электроизоляционные свойства. Изначально они использовались при производстве антенных обтекателей в виде куполообразных конструкций. В современном мире стеклопластики широко применяются в строительной сфере, судостроении, производстве бытового инвентаря и спортивных предметов, радиоэлектронике.
В большинстве случаев стеклопластики производятся на основе напыления. Особенно эффективен этот метод при мелко- и среднесерийном производстве, например корпусов катеров, лодок, кабин для автомобильного транспорта, железнодорожных вагонов. Технология напыления удобна экономичностью, так как не требуется раскраиваться стекломатериал.
Углепластики
Свойства композитных материалов на основе полимеров дают возможность использовать их в самых разных сферах. В них в качестве наполнителя используются углеродные волокна, получаемые из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, пеков. Волокно обрабатывается термически в несколько этапов. По сравнению со стеклопластиками углепластики отличаются более низкой плотностью и более высоким при легкости и прочности материала. Благодаря уникальным эксплуатационным свойствам углепластики находят применение в машино- и ракетостроении, производстве космической и медицинской техники, велосипедов и спортивных принадлежностей.
Боропластики
Это многокомпонентные материалы, в основе которых лежат борные волокна, введенные в термореактивную полимерную матрицу. Сами волокна представлены мононитями, жгутами, которые оплетаются вспомогательной стеклянной нитью. Большая твердость нитей обеспечивает прочность и стойкость материала к агрессивным факторам, но при этом боропластики отличаются хрупкостью, что осложняет обработку. Борные волокна стоят дорого, поэтому сфера применения боропластиков ограничена в основном авиационной и космической промышленностью.
Органопластики
В этих композитах в качестве наполнителей выступают в основном синтетические волокна - жгуты, нити, ткани, бумага. Среди особенных свойств этих полимеров можно отметить низкую плотность, легкость по сравнению со стекло- и углепластиками, высокую прочность при растяжении и высокое сопротивление ударам и динамическим нагрузкам. Этот композиционный материал широко используется в таких сферах, как машино-, судо-, автостроение, при производстве космической техники, химическом машиностроении.
В чем эффективность?
Композитные материалы за счет уникального состава могут использоваться в самых разных сферах:
- в авиации при производстве деталей самолетов и двигателей;
- космической технике для производства силовых конструкций аппаратов, которые подвергаются нагреванию;
- автомобилестроении для создания облегченных кузовов, рам, панелей, бамперов;
- горной промышленности при производстве бурового инструмента;
- гражданском строительстве для создания пролетов мостов, элементов сборных конструкций на высотных сооружениях.
Использование композитов позволяет увеличить мощность двигателей, энергетических установок, уменьшая при этом массу машин и оборудования.
Какие перспективы?
По мнению представителей сферы промышленности России, композиционный материал относится к материалам нового поколения. Планируется, что к 2020 году вырастут объемы внутреннего производства продукции композитной отрасли. Уже сейчас на территории страны реализуются пилотные проекты, направленные на разработку композитных материалов нового поколения.
Применение композитов целесообразно в самых разных сферах, но наиболее эффективно оно в отраслях, связанных с высокими технологиями. Например, сегодня ни один летательный аппарат не создается без использования композитов, а в некоторых из них используется порядка 60 % полимерных композитов.
Благодаря возможности совмещения различных армирующих элементов и матриц можно получить композицию с определенным набором характеристик. А это, в свою очередь, дает возможность применять эти материалы в самых разных сферах.
Современное направление при строительстве беседок, террас, бань, дачных домиков ориентировано на применение натурального дерева. Но технические характеристики древесины не позволяют длительное время противостоять влаге, перепаду температур и другим внешним факторам.
Вопрос альтернативного материала стал настолько остро, что в короткие сроки был создан аналог природному сырью, но с более устойчивыми показателями – древесно-полимерный композит.
Состав древесно-полимерного композита
Основными компонентами при производстве композита являются:
— полимеры с термопластичными показателями (ПЭ, ПП, ПВХ);
— измельчённая древесина практически до состояния муки;
— модификаторы (химические вещества), которые добавляются для улучшения технических и эксплуатационных характеристик.
Присутствие в составе химических веществ не превышает 5% от общей массы, что делает использование материала абсолютно безопасным для здоровья людей.
Технические характеристики древесно-полимерного композита
По свойствам композит напоминает нечто среднее между деревом и пластиком, сочетая только положительные качества. Его свойства облегчают монтаж и обработку, а прочность существенно продлевает период эксплуатации. К отличительным характеристикам относятся:
Читайте также: Ондулин (фото): характеристики, плюсы и минусы, особенности монтажа
Широкий температурный рабочий диапазон (от -40 до +70 градусов);
Эластичность (можно придать различную форму);
Влагостойкость;
Прочность (500 кг на 1 м. кв.);
Экологичность;
Устойчивость к ультрафиолетовым лучам и агрессивным средам.
Преимущества ДПК
Отсутствие микробиологических процессов;
Пожаробезопасность;
Устойчивость к влаге, ультрафиолету и другим внешним факторам;
Обладает повышенной механической прочностью;
Простая обработка и монтаж;
Не выделяет токсических веществ;
Широкая область применения;
Несложный уход;
Ассортиментная линия представлена на выбор различными оттенками и фактурами.
Недостатки ДПК
Применение композита обязывает обустройство помещения хорошей вентиляционной системой;
Плохо переносит сочетание сразу двух факторов: высокой температуры и влажной среды;
Высокая стоимость.
Область применения ДПК
Древесно-полимерный композит активно применяется в разных сферах производственной деятельности. Его используют во внутренней отделке авто и водного транспорта, для обустройства пирсов, причалов, бортиков бассейнов. Ещё большее признание материал получил при строительстве беседок, помостов, ограждений. В частном строительстве композит применяется для возведения бань, террас, садовых дорожек. Даже в многоквартирных домах полимерная древесина используется для оформления балконов, лоджий, ванных комнат. Лёгкий по весу и обработке материал достойно заменяет вагонку и сайдинг. А способность принимать разные формы позволяет реализовывать интересные дизайнерские решения при оформлении конструкции.
Читайте также: Использование лего-кирпича (фото) в строительстве
Виды изделий из композита
Декоративные отделочные элементы (штакетники, перила, коробки, лаги и др.);
Нащельники (используются для закрытия монтажного шва в оконных и дверных проёмах);
Сайдинг (облегчённый облицовочный материал);
Декинг (доска повышенной прочностью, применяемая в качестве основного строительного элемента).
Правила монтажа древесно-полимерного композита
Существуют нюансы, которые следует соблюдать при работе с материалом. Это поможет избежать неприятных сюрпризов в процессе эксплуатации.
Укладку нужно производить только при плюсовых температурах.
При монтаже декинга оставлять вентиляционные зазоры между досками и под конструкцией.
Следует исключать прямой контакт композита с грунтом.
Перед укладкой нужно составлять схему конструкции для своевременной комплектации необходимых соединительных элементов.
Материал перед обработкой должен адаптироваться к местным условиям. Для этого после распаковки его нужно оставить на 36 часов для подготовки.
Если композит используется в качестве настила, необходимо предусмотреть систему отвода осадков. Обычно конструкция выполняется под небольшим уклоном. Если укладка производится на монолитное покрытие, в досках проделываются специальные штробы, предназначенные для отвода воды.