Flydende træ har mange fordele. Lad os tale om, hvad det består af, hvor det kan bruges, hvad man skal kigge efter, når man køber dette materiale, og også hvordan man laver det selv.
Hvad er flydende træ lavet af?
Selvfølgelig kan ægte træ ikke være flydende. Denne sætning betyder træ-polymer-komposit (WPC) - et nyt byggemateriale, der inkluderer følgende komponenter:
- bund af knust træ (savsmuld, spåner osv.),
- forbindelsesdel (polyethylen, polypropylen og så videre),
- tilsætningsstoffer (tilsætningsstoffer).
Desuden kan selve træet være indeholdt i WPC op til 80 procent. Desuden er der ikke tale om nyskåret materiale, men affald fra træproduktion. Det vil sige, at under produktionen af WPC blev der faktisk ikke et eneste træ skadet.
Styrken af produkter fremstillet af flydende træ overstiger nogle gange selv styrken af lamineret finertræ. Faktisk fungerer termoplastiske polymerer som et bindemiddel under fremstillingsprocessen, idet de sintrer partikler af savsmuld og spåner til en monolitisk masse.
Nå, den mest interessante komponent i denne legering er tilsætningsstofferne. De beskytter træbunden mod svamp, skimmel og fugt. Det er dem, der maler produkterne i en behagelig "træagtig" farve. Additiver gør det også muligt at opskumme WPC, hvilket resulterer i en let, men holdbar masse.
For at blande alle komponenterne behøver WPC-producenter kun at opvarme sammensætningen, indtil den bliver flydende og fremkalder effekten af copolymerisation. Hvorefter den varme masse hældes i formen. Og efter at denne støbning er afkølet, hvor tvungen køling er tilladt, opnår vi det færdige produkt - træpolymer.
Hvor kan jeg bruge WPC?
Træpolymer har egenskaberne som naturlige og menneskeskabte materialer. Det ser ud og lugter som træ og rådner ikke, reagerer på temperaturudsving eller ødelægges af ultraviolet lys som plastik.
Produkter fremstillet af træplast har fundet deres anvendelse i både konstruktion og design. WPC er en fremragende base til gulvbelægning. Du kan endda lægge en åben terrasse med flydende træplader. Og de vil ikke vride eller revne af kulde eller rådne af regn eller sne. Du kan også støbe emner eller dele til møbler fra træpolymer. Og de vil holde belastningen bedre end spånplader.
Derudover er elementer af ekstern og intern indretning lavet af WPC. Tilsætningsstoffer påvirker ikke miljøvenligheden polyethylen fødevareindustrien, og træ er den mest gunstige mulighed for menneskers sundhed af alle byggematerialer. Derfor vil efterbehandling fra WPC være mere passende end plastik paneler eller vinyl tapet. Selvom denne mulighed vil kræve god ventilation af rummet trimmet med træ-plast.
Derudover brænder dette materiale ikke godt og tolererer nærhed til mursten eller beton. Hvor træet begynder at trække fugt og råd, ligger WPC og gør sit arbejde i 40-50 år. Derfor er træplast et meget lovende efterbehandlingsmateriale til udvendigt arbejde.
Kort sagt, naturligt træ har kun én ubestridelig fordel i forhold til dets flydende modstykke - lave omkostninger. WPC plader og produkter er lidt dyrere end naturlige træmaterialer. Men givet det faktum, at tømmer med tilsvarende holdbarhed og styrke kun kan fås fra værdifulde arter træ, er prisforskellen ikke så svimlende, som det kan se ud.
Sådan laver du WPC med dine egne hænder
For at gøre dette skal du gøre følgende:- 1. Tag savsmuld. Desuden er typen af base ikke vigtig her - du kan tage både fyrretræ og egetræsspåner.
- 2. Hæld det snittede træ i en kaffekværn (gerne elektrisk) og mal det til “mel”.
- 3. Forbered en beholder til blanding. Dette kan være et bassin, en spand eller en lille krukke.
- 4. Hæld træ-"mel" i en beholder og fyld den med PVA-lim. Desuden, hvis du har brug for høj styrke, skal du bruge byggemasser eller tømrerlim baseret på dem i stedet for kontorartikler.
- 5. Pisk blandingen med en røremaskine, indtil den er jævn. Til store volumener kan det være en konstruktionsblander.
Hvis sammensætningen viser sig at være for flydende, skal du tilføje savsmuld. Hvis du får en meget tyk masse, tilsæt PVA-lim.
Sandt nok, ifølge ovenstående opskrift får du ikke fuldgyldig træplast, men dets analog. Men i struktur og grundlæggende kvaliteter hjemmelavet materiale vil praktisk talt ikke adskille sig fra fabrikken. Den kan bruges til at tætne huller, pæle og andre defekter i ægte WPC samt til støbning dekorative elementer, som ikke bærer driftsbelastning.
Ved tætning af defekter med selvfremstillet WPC anvendes følgende teknologi: en spån eller et hul påføres skadestedet og fyldes med den resulterende masse ved hjælp af en gummispatel til at fuge fuger i fliserne. Efter hærdning slibes den resterende masse med finkornet sandpapir og males, så den passer til overfladens farve.
For at hælde hjemmelavet WPC i en form skal du bruge en flydende sammensætning, der ligner konsistensen af en betonopløsning. For at presse bobler ud af støbegodset passerer den fyldte form desuden gennem et vibrationsstativ. Hvorefter den står alene til den er helt tør. Små fejl på støbningens overflade kan udfyldes med lim eller slibes.
Efterse brættet eller andet flydende træprodukt. Hvis der er lyse prikker på overfladen, har du et produkt af tvivlsom kvalitet, da en sådan defekt signalerer dårlig kvalitet slibning og æltning af træmel. Under fri luft et sådant produkt vil ikke holde længe. Prikkerne begynder at blive sorte og tiltrækker råd og fugt efter flere års brug.
Vær opmærksom på produktets tekstur. Til efterbehandling foretrækker de ofte at bruge en glat, næsten poleret overflade. Under ingen omstændigheder bør glatte brædder bruges til gulvbelægning, de er meget farlige. Det er bedst at tage en grov version, selv med korrugering.
Find om muligt ud af sammensætningen af det træmel, der bruges til fremstilling af WPC. Bedste mulighed– hårdttræ affald. Sådanne materialer brænder dårligt. Men de harpiksholdige nåletræer vil reducere brandsikkerheden i dit hjem med flere punkter på én gang.
Se på produktets farve. Det skal være ensartet. Pletter, lyse områder og andre defekter indikerer dårlig blanding af komponenterne. Et sådant bræt ser dårligt ud og er ringere i styrke selv i forhold til almindeligt træ, for ikke at nævne WPC af høj kvalitet.
Find ud af, hvilke garantier der ydes. Pålidelige producenter giver en garanti på 20-25 år. Hvis specifikationen for bestyrelsen taler om 4-5 år, så indeholder sammensætningen af en sådan træpolymer åbenlyse fejlberegninger. Prøv at afslå et sådant køb.
Hvis du følger disse tips, vil de købte WPC-produkter ikke skuffe dig i 30-40 års service.
Moderne retning i opførelsen af lysthuse, terrasser, badehuse og landhuse fokuserer vi på brugen af naturligt træ. Men træets tekniske egenskaber tillader det ikke lang tid modstå fugt, temperaturændringer og andre eksterne faktorer.
Spørgsmål alternativt materiale blev så akut, at korte sigt En analog af naturlige råmaterialer blev skabt, men med mere stabile egenskaber - en træ-polymer-komposit.
Sammensætning af træ-polymer komposit
Hovedkomponenterne i produktionen af kompositter er:
— polymerer med termoplastiske egenskaber (PE, PP, PVC);
- knust træ næsten til tilstanden af mel;
- modifikatorer (kemikalier), der tilsættes for at forbedre tekniske og præstationsegenskaber.
Tilstedeværelse i rækken kemikalier ikke overstiger 5% af den samlede masse, hvilket gør brugen af materialet absolut sikker for menneskers sundhed.
Tekniske egenskaber for træ-polymer komposit
Egenskaberne af kompositten ligner noget mellem træ og plastik, kun kombineret positive egenskaber. Dens egenskaber letter installation og forarbejdning, og dens styrke forlænger levetiden betydeligt. Karakteristiske kendetegn omfatter:
Læs også: Ondulin (foto): egenskaber, fordele og ulemper, installationsfunktioner
Bredt driftstemperaturområde (fra -40 til +70 grader);
Elasticitet (kan gives forskellige former);
Fugtbestandighed;
Styrke (500 kg pr. 1 kvm);
Miljøvenlighed;
Modstand mod ultraviolette stråler og aggressive miljøer.
Fordele ved WPC
Mangel på mikrobiologiske processer;
Brandsikkerhed;
Modstandsdygtighed over for fugt, ultraviolet stråling og andre eksterne faktorer;
Har øget mekanisk styrke;
Enkel behandling og installation;
Udsender ikke giftige stoffer;
Bredt anvendelsesområde;
Sortimentslinjen er præsenteret i en række forskellige nuancer og teksturer at vælge imellem.
Ulemper ved WPC
Brugen af en komposit kræver indretning af rummet med et godt ventilationssystem;
Tolererer ikke en kombination af to faktorer på én gang: høj temperatur og et fugtigt miljø;
Høje omkostninger.
Anvendelsesområde for WPC
Træ-polymer komposit bruges aktivt i forskellige områder produktionsaktiviteter. Det bruges til indretning af biler og vandtransport, til at arrangere moler, fortøjninger og siderne af swimmingpools. Materialet fik endnu større anerkendelse i konstruktionen af lysthuse, platforme og hegn. I privat byggeri anvendes kompositten til opførelse af badehuse, terrasser, havestier. Selv i lejlighedsbygninger polymertræ bruges til at dekorere altaner, loggiaer og badeværelser. Materialet, let i vægt og forarbejdning, erstatter på passende vis foring og sidespor. Og evnen til at tage forskellige former giver dig mulighed for at implementere interessante designløsninger når man designer designet.
Læs også: Brug af legoklodser (foto) i byggeriet
Typer af sammensatte produkter
Dekorative efterbehandlingselementer (palehegn, rækværk, kasser, træstammer osv.);
Inddækninger (bruges til at dække installationssømmen i vindues- og døråbninger);
Sidespor (letvægtsmateriale);
Terrasse (bræt øget styrke, brugt som hoved byggeelement).
Regler for installation af træ-polymer komposit
Der er nuancer, der skal overholdes, når du arbejder med materialet. Dette vil hjælpe med at undgå ubehagelige overraskelser under drift.
Lægning bør kun udføres ved positive temperaturer.
Når du installerer terrassebord, skal du efterlade ventilationshuller mellem brædderne og under strukturen.
Direkte kontakt mellem kompositten og jorden bør undgås.
Før installation er det nødvendigt at udarbejde et designdiagram for rettidig gennemførelse af det nødvendige forbindende elementer.
Materialet skal tilpasses lokale forhold inden forarbejdning. For at gøre dette skal den efter udpakning stå i 36 timer for at forberede.
Hvis kompositten bruges som gulvbelægning, er det nødvendigt at sørge for et sedimentdræningssystem. Normalt er strukturen lavet i en lille hældning. Hvis lægning udføres på en monolitisk belægning, laves specielle riller i brædderne for at dræne vand.
Moderne byggematerialer skal ikke kun være æstetisk tiltalende, men også praktiske, nemme at bruge og vedligeholde, og vigtigst af alt, økonomisk. Mange virksomheder arbejder med at opfinde nye materialer og fokuserer deres forskning hovedsageligt på kombinationer af forskellige stoffer, og blandt dem kan vi fremhæve et så lovende nyt produkt som træ-polymer komposit (WPC).
KDP kaldes ofte flydende træ , eller træplast , og dem, der kan lide at prale med deres viden om engelsk, kalder det polywood . Ud fra disse navne er det klart, at det er en kombination af plast og træ i smeltet tilstand, efterfulgt af størkning af det endelige produkt. Flydende træ er et alternativ til træ dyre varianter, og har desuden væsentligt forbedrede ydeevneegenskaber sammenlignet med ethvert træ eller plastik. I lyset moderne mode på miljømæssige materialer træ-polymer komposit- dette er den nødvendige forbedring af materialer, der anvendes til beklædning, gulvbelægning, fremstilling af paneler og "brædder" og mange andre konstruktioner og efterbehandling materialer. De fleste bred anvendelse træ-polymer komposit har modtaget inden for fremstilling terrassebrædder (terrasse).
Den mest populære mulighed for at bruge WPC er terrassebord eller terrassebord
Egenskaber og karakteristika af træ-polymer komposit
WPC består hovedsageligt af træfibre, hvis rolle med succes udføres af affald fra træforarbejdningsindustrien og plast som bindende substrat. Som et resultat kombinerer det resulterende materiale alt gavnlige egenskaber moderne polymerer og naturligt træ.
De træagtige kvaliteter af flydende træ kommer til udtryk i:
- autentisk trætegning, tekstur og farve;
- lignende varmeledningsevne;
- karakteristisk aroma;
- sikkerhed for miljø og for forbrugeren.
Polymerdelen af WPC giver den sådanne egenskaber som:
- høj fugtbestandighed, hvorfor du bør glemme problemet med hævelse af brædderne;
- styrke og slidstyrke, takket være hvilke WPC-produkter ikke er bange for belastninger, stød og konstant slid. Sko, dyrekløer og faldende genstande efterlader ikke synlige mærker på overfladen. Hertil kommer, at selv når det er fugtet, glider WPC-terrassebrættet ikke, hvilket er så vigtigt, når det bruges på gulvet, som trin og selvfølgelig terrasser, verandaer, åbne områder og endda (haveparket);
- varmebestandighed og evne til at modstå ekstreme vejrforhold;
- uspiselig for insekter, svampe og forrådnelsesbakterier;
- nem behandling og installation (eksempel på at bygge en terrasse fra WPC);
Som et resultat flydende træ i modsætning til alle kendte byggematerialer, på samme tid:
- Pålidelig, holdbar og smuk;
- Kræver ikke anden vedligeholdelse end afstøvning. Slibning, lakering, maling og andre manipulationer er træets luner, en træ-polymer-komposit behøver dem simpelthen ikke;
- Økonomisk. Sammenlign WPC med naturligt træ omkostningerne giver simpelthen ikke mening, og plast bliver dyrere med tiden på grund af, at det kræver hyppige reparationer og udskiftninger. Det vil sige, at en træ-polymer-komposit, som nemt vil tjene dig i et kvart århundrede, vil overleve adskillige ændringer af plast og træ, hvorfor dens samlede omkostninger falder flere gange.
Udvalget af WPC-produkter er virkelig ubegrænset
Anvendelsesområde for træ-polymer komposit
Sådanne utvivlsomme fordele har ført til brugen af WPC inden for konstruktion og endda indretning af biler og yachter, og på grund af dens fremragende vandmodstand bruges det til konstruktion af strukturer, der ofte er i kontakt med vand eller konstant placeret i det: siderne af svømmebassiner, moler og fortøjninger, små broer, nogle dele skibsbygning og endda havpæle(!).
|
Haveparket af WPC er ideel til belægning af udendørsarealer og terrasser samt havegange |
Moderne sidespor eller foring lavet af WPC har med succes erstattet vinyl, metal og cement sidespor |
|
Blomsterbede og blomsterbede lavet af WPC bliver stadig mere populære på grund af deres holdbarhed og lette installation. |
Hegn og hegn lavet af WPC er ikke anderledes i udseende fra træ, men kræver ikke regelmæssig behandling og udskiftning af rådne brædder |
I privat boligbyggeri bliver træ-polymer-komposit materialet nr. 1 ved montering af forskellige gulvbelægninger, garager, dansegulve, verandaer, terrasser og hegn. Ud over alt gør flydende træ fremragende havestrukturer: lysthuse, terrasser, stier, hegn, porte - og alt takket være dets modstandsdygtighed over for en bred vifte af temperaturer og ultraviolet stråling sollys og påvirkningen af levende organismer. Og hvilken slags facadebeklædning kan laves med WPC!
Letvægts, varme- og fugtbestandig, nem at installere og desuden bliver miljøvenlig træ-polymer komposit en glimrende erstatning for eurolining og. Det laver også fremragende vindueskarme og bordplader, møbler og døre af enhver type (både indgang og).
Den mest almindelige i verden WPC byggemateriale - dæk, også kaldet terrassebræt. De skaber fra terrassebord gulvbelægninger i interiører, også i rum, hvor luftfugtigheden ofte er høj: badehus, sauna, badeværelse. Alle de positive egenskaber ved WPC virker, når det bruges til udvendig efterbehandling strukturer: de allerede nævnte altaner, terrasser, udnyttelige tage, verandaer, moler, moler og skibsdæk.
Terrassebræt er et traditionelt profileret produkt med variable konfigurationer. Producenter anbefaler også at bruge en hul eller massiv terrasseprofil til forskellige typer forventet belastning af belægningen.
Også meget almindeligt er et WPC-produkt kaldet haveparket. Udvendigt ligner det en flisebelægning med segmenter på cirka 30 gange 30 cm. Men selve parketten er lavet af et plastunderlag, hvortil der er fastgjort planker af træ-polymer-komposit. Specielle beslag underlagene gør det nemt og enkelt at montere og genmontere gulvbelægningen, hvilket gør den velegnet til brug i sæsonbetonede bygninger, legepladser eller private forstadsområder.
|
WPC fliser - haveparket - har to lag: bundsubstrat og front |
Havegangen er belagt med WPC fliser - haveparket |
|
WPC haveparketfliser fantastisk løsning til åben veranda |
Haveparketfliser lavet af WPC er en glimrende mulighed for et åbent område i skoven |
Hvor kom dette fantastiske materiale fra?
En træ-polymer komposit (WPC) blev skabt i Italien. Tilbage i 1974 modtog ICMA San Giorgio-koncernen et patent på forfatterskabet af dette byggemateriale, som det blev skabt til varemærke Træ-Stock. Nu kan man tydeligt se alle forudsætningerne for en sådan idé - virksomheden var trods alt tidligere beskæftiget med både traditionel træbearbejdning og produktion af polymerplastprodukter. Den dyre bortskaffelse af affald fra begge industrier blev et problem, der blev løst økonomisk ved at kombinere begge retninger. Men så var det nye byggemateriale ikke bare en nyhed, men var på grænsen til science fiction, så det skulle tjene forbrugernes tillid i lang tid.
WPC produktionsteknologi kræver omhyggelig overholdelse af den teknologiske proces og råvarer af høj kvalitet. Processerne med raffinementer og forbedringer inden for fremstillingsteknologi, og derefter selve materialet, trak ud indtil firserne. Og flydende træ fik forbrugeranerkendelse ikke i Italien, men på de største bilfabrikker i verden. Nu beskæftiger næsten alle sig med WPC, men er måske ikke engang klar over det, fordi de fleste bilinteriører er lavet af det - en træ-polymer-komposit.
Træ-polymer komposit - fremstilling i produktion
Sammensætning og produktion af træ-polymer komposit
Hvis vi overvejer sammensætningen af WPC mere detaljeret, kan dets ændringer spores fra begyndelsen af produktionen til nutiden, og nu er det omtrent som følger: knust træfyldstof, som giver hovedvolumen til produktet, er bundet med en polymer af en af tre typer. Formålet med det færdige produkt afgør valget: polypropylen, polyvinylchlorid (PVC) eller klassisk polyethylen. Plasten og fyldstoffet er bundet og omdannet til en enkelt monolit.
Additiver bruges aktivt i produktionen af flydende træ - forskellige tilsætningsstoffer, der er nødvendige for at give kompositten de ønskede ydeevneegenskaber. Deres rolle i flydende træ spilles af produkter fra den kemiske industri:
- farvestoffer til at tilføje farve;
- modifikatorer for at forbedre styrke og hårdhed;
- smøremidler for bedre fugtbestandighed og hurtig ekstrudering;
- skummende midler til at gøre overfladen let og glat;
- biocider for maksimal resistens over for biologiske faktorer.
Ulemper ved træ-polymer komposit
Ulemperne ved materialer fremstillet af træ-polymer komposit inkluderer dårlig tolerance med konstant samtidig eksponering for kombinationer af de to negative påvirkninger — høj luftfugtighed og høje temperaturer, hvilket fører til hurtigt slid på WPC-belægningen.
Udseendet af skimmel på grund af utilstrækkelig ventilation af rummet, som kun kan bekæmpes med specifikke og dyre tilsætningsstoffer. Dens omkostninger i forhold til budgettræ er stadig en stor ulempe.
Den nærmeste naturlige konkurrent til WPC kan være lærk eller det mere sjældne bankirai-træ (Bangkirai), som nogle gange koster endda halvt så meget, men har næsten identiske egenskaber. Forskellen vises kun på de steder, hvor brugen af et materiale er umuligt, og det erstattes af et andet.
Tekniske og operationelle egenskaber for træ-polymer komposit (WPC) og lærk
Lærk vil fungere meget bedre i et bad eller sauna ( høje temperaturer kombineret med fugt - kan du huske det?), men træ-polymer-kompositten vil holde meget længere i fri luft, da træbyggematerialer i luften altid har brug for regelmæssig yderligere forarbejdning og udskiftning.
| Terrasse, der dækker omkostninger | Lærkesort Ekstra, gnid | Terrassebræt, gnid |
|---|---|---|
| Pris pr kvm. | 1800 | 2000 |
| 200 | Log 600 + monteringsclips 300 | |
| 50 | 0 | |
| 50 | 0 | |
| Imprægnering | 200 | 0 |
| 100 | 0 | |
| 400 | 400 (du kan gøre det selv) | |
| Oprindelige omkostninger til materialer og arbejde | 2800 | 3300 |
Udgifter for 3. år |
||
| Antiseptisk, beskyttelse mod svamp (Rusland), 1 kvm. | 50 | 0 |
| Antiseptisk behandling, 1 kvm. | 50 | 0 |
| Imprægnering | 200 | 0 |
| Påføring af imprægnering (1 lag), 1 kvm. | 50 | 0 |
| Udgifter til arbejde | 350 | 0 |
Udgifter for 5. år (udskiftning af belægning på grund af skader fra vejrforhold og andre naturlige faktorer) |
||
| Pris pr kvm. | 1800 | 0 |
| Logs + monteringsklemme (pr. 1 kvm) | 200 | 0 |
| Antiseptisk, beskyttelse mod svamp (Rusland), 1 kvm. | 50 | 0 |
| Antiseptisk behandling, 1 kvm. | 50 | 0 |
| Imprægnering | 200 | 0 |
| Påføring af imprægnering (2 lag), 1 kvm. | 100 | 0 |
| Montering af terrassebeklædning, 1 kvm. | 400 | 0 |
| Udgifter til materialer og arbejdskraft under installation og vedligeholdelse i 5 års drift | 2800 | 0 |
| På kun 5 år | 5950 rub./kvm. | 3300 rub./kvm. |
Historien om KDP
Teknologien til fremstilling af træ-polymer-kompositter blev udviklet tilbage i 70'erne af det 20. århundrede med det mål at mere effektiv brug stor mængde træaffald. Samtidig dukkede det første anlæg til produktion af materiale op i Sverige. Men da teknologien var ufuldkommen, og udstyret blev meget slidt under produktionsprocessen, var oplevelsen ikke vellykket.
I slutningen af det 20. århundrede blev amerikanske producenter interesserede i teknologien. Traditionelle terrasser (terrasser) til private bygninger blev tidligere samlet af træ. Men sådanne strukturer krævede konstant vedligeholdelse og var ikke holdbare. Plast, som også kunne bruges til at bygge terrasser, var ikke billigt dengang. Derfor blev materialet, der bestod halvdelen af træaffald og halvdelen af plastik, et sandt fund for alle bygherrer og almindelige boligejere.
Samtidig begyndte træ-polymer-kompositter at blive aktivt brugt i Japan. De forede balkoner og terrasser. Og i Kina blev selv fortove, havestier, bænke og lysthuse lavet af WPC
I øjeblikket erobrer kompositmaterialer bogstaveligt talt flere og flere nye områder. Væksten på WPC-markedet i verden er 20% om året, produktionsteknologier bliver forbedret og bliver endnu mere økonomiske og sikre for mennesker og miljø. Og selve materialet får nye egenskaber og fortrænger på visse områder trygt både træ og plastik.
Træ-polymer kompositmaterialer(WPC) beregnet til behandling ved ekstrudering består af tre hovedkomponenter:
- knuste træpartikler
- syntetiske eller organiske termoplastiske polymerer eller blandinger deraf,
- et kompleks af specielle kemiske additiver (modifikatorer), der forbedrer de teknologiske og andre egenskaber af sammensætningen og det resulterende produkt, ofte også kaldet additiver.
Kompositmaterialer adskiller sig fra traditionel træfyldt plast (WFP) ved deres høje (mere end 50 %) træindhold efter vægt i den samlede sammensætning og dens tilsvarende indflydelse på egenskaberne færdigt produkt. Der er ikke meget træfyldstof i DNP, og egenskaberne af sådan plast bestemmes hovedsageligt af polymerens egenskaber. Og når der er mere træ, er kompositmaterialets egenskaber allerede bestemt:
- egenskaber af matrix,
- egenskaber af træpartikler,
- arten af bindingerne mellem træpartikler og matrixen,
- strukturen af den resulterende komposit.
Nedenstående figurer viser tre skematiske strukturer af det fyldte materiale:
Lavfyldt plast, mellemfyldt komposit og højfyldt komposit.
Træindholdet i en træ-polymer-komposit baseret på termoplastiske harpikser kan variere inden for vide grænser. De fleste amerikanske producenter arbejder stadig med sammensætninger, der indeholder 50 - 70% træ. Europæiske udviklere af DPCT-ekstruderingsteknologier stræber efter at opnå sammensætninger, der indeholder et højere træindhold - op til 80% eller mere.
Træet knuses i specielle mølleanlæg af forskellige typer og omdannes til træmel eller træfiber. I øjeblikket er træmel mest udbredt til produktion af WPC. Produktionen af træmel har længe været mestret af den indenlandske industri. Det bruges som fyldstof til plast, råmaterialer til sprængstoffer, til den mikrobiologiske industri osv.). Sammen med specielt knust træ kan sammensætningen af DPKT omfatte små savsmuld og slibestøv.
Lovende er brugen af DPKT og træfibre af den type, der bruges til fremstilling af fiberplader, MDF og papir. Træfibre fås ved defibrering, dvs. spaltning af træ til fibre. I nogle tilfælde anvendes færdige fibre fra pap og papiraffald (affaldspapir). For eksempel har en kinesisk virksomhed erfaring med industriel genbrug i produktionen af DPCT-papirmælkekartoner, der samtidigt indeholder polyethylen, papir og endda aluminiumsfolie.
Fig.1. Brændstof piller Finske specialister har testet muligheden for at bruge standard træbrændselspiller som råmateriale til fremstilling af en blanding (på en ekstruder af Conex-typen).
Granulat er lettere at transportere og opbevare end mel
Udseende af brændstofpiller, se fig. 1.
Træmel (engelsk træmel, træmel, tysk holzmehl)- fremstillet primært af bløde, ikke-harpiksholdige træsorter, såsom fyrretræ. Brugen af hårde løvtræer er slet ikke udelukket, men de er noget sværere at slibe. I vores land produceres mel i henhold til GOST 16361-87 "Træmel. Tekniske forhold."
I udlandet produceres træmel med succes til brug i termoplastiske WPC'er fra skallerne af plantekorn (risskaller, nøddeskaller). Den amerikanske virksomhed Heartland BioComposites LLC har for nylig mestret brugen af hvedehalm som råmateriale.
I de fleste tilfælde er størrelsen af træpartikler i kompositten i området fra 500 til 50 mikron. Træmelpartikler kan antage en lang række forskellige former. Forholdet mellem længderne af melpartikler og deres bredder varierer fra 1:1 til 4:1.
I mølleinstallationer udføres adskillelsen af den ønskede melfraktion under formaling ved hjælp af et system af sigter eller centrifugalmetoder. I udlandet er det sædvanligt at betegne melfraktionen ved hjælp af Mesh-nummeret. Ifølge den russiske standard er træmel opdelt i flere kvaliteter.
Træfiber (træfiber) længden afhænger af træsorten: for løvfældende arter 1 - 1,5 mm, for nåletræer 3 - 3,5 mm. Forholdet mellem længde og tykkelse af træfiber er fra 1:10 til 1:20.
Træ bruges traditionelt i metalbearbejdning som slibe- og poleringsmateriale, da det har mærkbare slibende egenskaber. Disse egenskaber er også bevaret i træmel. Træets slibeevne er dog lavere end for glasfiber og nogle andre mineralske fyldstoffer, der anvendes til fremstilling af fyldt plast og kompositter. Derfor betragtes det som et relativt "blødt" fyldstof.
Hastigheden af slibende slid af udstyr er proportional med trykket i ekstrudercylinderen (og matricen), temperaturen og bevægelseshastigheden af arbejdsblandingen i forhold til overfladen af arbejdsdelene og afhænger naturligvis af sammensætningen af arbejdsblandingen ( forholdet mellem mængden af mel og harpiks, typen af harpiks, typer og mængder af smøremidler og andre faktorer). Afhængigt af holdbarheden kan arbejdscylindre og ekstruderskruer bruges i 1-2 år før udskiftning eller reparation.
Rumvægten af træmel og fibre kan variere mellem 100 - 300 kg/m3. Det er tilrådeligt at have et fugtindhold af mel i forsyningen højst 8%. I den færdige komposit bør fugtindholdet af træpartikler som udgangspunkt være mindre end 1 %. Jo mindre fugt i materialets struktur, jo mere modstandsdygtigt er det over for ydre påvirkninger.
Der er forskellige og til tider modstridende meninger om brugen af forskellige træsorter og partikelstørrelser.
Lad os bemærke det åbenlyse:
- undersøgelser har undersøgt partikelstørrelsers indflydelse på mekaniske egenskaber kompositter, men den er ikke særlig stor;
- for små (støv) og for store partikler forringer komposittens styrke, men dette er ikke altid kritisk for det færdige produkt;
- store partikler reducerer produktiviteten af forberedende udstyr på grund af deres lave bulkdensitet;
- med en sammensat densitet, der nærmer sig 1,4 g/cc, dvs. for træets sande tæthed er træsorten ikke længere af fundamental betydning.
Komposit fremstillet af større partikler vil have en mere kornet overflade svarende til spånplader og kan kræve slibning, tykkere foring og/eller overfladebehandling. For eksempel, ud fra møbelindustriens erfaring, kan kornetheden af profiler fremstillet ved fræsning af spånplader ikke altid skjules, når man står over for dyre dekorative film baseret på harpiksimprægneret papir med en totalvægt på op til 130 g pr. 1 kvadratmeter. Og til beklædningsprofiler lavet af MDF, som har en fin, ensartet struktur, kan billigere dekorative film, der vejer mindre end 80 g pr. 1 kvm. Derudover er store træpartikler, især dem, der er placeret nær produktets overflade, mere modtagelige for fugt og skader under påvirkning af negative miljøfaktorer.
Meget små støvpartikler (mindre end 50 mikron) har et stort specifikt overfladeareal og kræver derfor brug af mere harpiks for at danne en komplet polymermatrix.
Note. Der forskes i øjeblikket i brugen af mikrocellulose i kompositmaterialer. Men dette vil højst sandsynligt være en anden klasse af materialer, den såkaldte. nanokompositter.
Den endelige omdannelse af arbejdsblandingen til et kompositmateriale sker gradvist i ekstruderzonerne og i matricen. Polymeren skal dække hele træpartiklens overflade, trænge ind i dens porer og derved sikre et tæt molekylært samspil mellem træet og polymeren. Dette adskiller WPC-ekstruderingsprocessen markant fra ekstruderingsprocessen almindelig plast, fordi træ bliver dårligt fugtet af polymersmelten. Det er vanskeligt at intensivere befugtningsprocessen ved at øge temperaturen i ekstruderen på grund af faren for termisk ødelæggelse af træ, polymer og forbrænding af blandingen (ved temperaturer over 200 grader C).
Derfor, fra synspunktet om kvaliteten af det resulterende produkt og produktiviteten af processen, det teknologiske niveau af det anvendte udstyr og sammensætningen af blandingsformuleringen (kvaliteten af basisharpiksen, type og mængde af additiver - modifikatorer) indført i formuleringen er meget vigtige.
Bemærkninger:
1. Teknologiske og fysisk-mekaniske egenskaber svarende til træ-polymer-kompositter er kompositmaterialer opnået på basis af andre plantefibre, for eksempel: hamp (Hamp), hør (hør), sisal (Sisal), kenaf (Kenaf) osv. fibrøse planter.
Plantefibre kan indføres i sammensætningen af WPC og samtidig med træfibre. Anvendelse af ikke-træfibre planteoprindelse Det udvikles særligt aktivt nu i landene i Sydøstasien, især i Kina. For mere information om fibre, se den særlige ansøgning og Biocomposites-biblioteket.
2. På trods af den tilsyneladende enkelhed i ideen om at producere WPC, har strukturen af selve træ-polymer-kompositmaterialet en meget kompleks struktur. Ikke mindre vanskeligt at beskrive er de kemiske, fysiske og mekaniske processer teknologier til fremstilling af ekstruderede WPC'er. Disse vanskeligheder bestemmes af træets kompleksitet og heterogenitet.
Med større eller mindre succes kan alle termoplastiske polymerer anvendes til fremstilling af WPC, men i praksis anvendes nu primært fire typer termoplastiske harpikser: polyethylen (PE), polypropylen (PP), polyvinylchlorid (PVC) og i mindre mængder, polystyren (PS). Diagrammet (fig. 4.2.) viser de eksisterende forhold mellem brugen af forskellige harpikser og fyldstoffer og prognosen for de kommende år.
Fig.2. Status og prognose for anvendeligheden af basisharpikser og fyldstoffer i produktionen af kompositter
På førstepladsen med hensyn til anvendelighed er polyethylen (høj og lav densiteter), efterfulgt af PVC og polypropylen. I Europa anses polypropylen dog for at være den mest lovende. Især det tyske firma Advanced Extruder Technologies AG (producent af udstyr til WPC-ekstrudering) angiver følgende optimale forhold til fyldning af kompositten med træ til forskellige typer basisharpikser:
- baseret på PVC - 60%
- baseret på polyethylen - 70%
- baseret på polypropylen - 80% eller mere.
Der forventes en betydelig vækst for alle typer kompositter, men siden 2003 er brugen af andre (ikke-træ) plantefibre som basis for kompositten steget særligt hurtigt.
Sammen med fabriksfremstillede harpikser leveret i form af en suspension eller granulat bruger en række amerikanske virksomheder industri- og husholdningsaffald af plast (emballagefilm, flasker osv.) til fremstilling af WPC, som vaskes, tørres og knuses.
Der udføres også forsøg med anvendelse af andre industrielle termoplaster i termoplastisk WPC - ABS-plast, polyamider (nylon, nylon), polycarbonater, polyethylenterephthalat mv. i primære former og affald.
Tilnærmede forhold mellem verdensmarkedspriserne for råvarer (i britiske pund pr. ton, marts 2003), der anvendes til produktion af WPC, er angivet i tabellen. 4.1
Denne tabel illustrerer godt den økonomiske essens af interesse i problemerne med produktion af træ-polymer-kompositter og objektive tendenser i udvikling og forbedring af deres produktionsteknologi. Man skal huske på, at de nuværende priser på basisharpikser på verdensmarkedet er meget afhængige af oliepriserne og er genstand for betydelige udsving.
Ved produktion af træ-polymer-kompositter anvendes følgende typer additiver - modifikatorer: bindemidler, smøremidler, antimikrobielle tilsætningsstoffer, antioxidanter, skumdannende midler, pigmenter, brandhæmmende midler, stødfaste modifikatorer, lysstabilisatorer, temperaturstabilisatorer mv.
Disse additiver anvendes ved ekstrudering og støbning af konventionelle fyldte og ufyldte plastprofiler og til omtrent samme formål, men deres forhold i kombination med træ ændres en del. Det gælder primært bindemidler, smøremidler, og om nødvendigt til stødsikre modifikatorer. Kosttilskud leveres individuelt eller i form af komplekser (som multivitaminer - alt sammen i et granulat).
Træ, i modsætning til mineralske fyldstoffer til plast, har ikke særlig høj vedhæftning til basisharpikser, især polyolefin. Dette kan forklares meget kompleks form overflader af dens partikler, hvilket komplicerer processen med at fugte den med smeltet polymer, såvel som dens kemisk sammensætning. Denne omstændighed stiller øgede krav til valget af additiver og ekstruderens design. Fotografierne nedenfor viser 2 prøver af en træ-polymer blanding (elektronmikroskop, 200x forstørrelse, forhold 60% polypropylen, 40% træmel).
Det venstre billede viser tydeligt adskillige hulrum, der ikke er fyldt med polymer. På højre prøve er strukturen af materialet solid. Det er det, der gør materialet til en komposit, hvor både polymermatrixen og træet arbejder. Forbedringen af strukturen sikres ved, at der indgår et særligt bindemiddel i materialet, som sikrer en god forbindelse mellem træpartikler og harpiks.
Skematisk karakteristiske defekter i kompositstrukturen er vist i to figurer nedenfor.
I det venstre diagram er individuelle hulrum, der ikke er fyldt med harpiks, fremhævet med blåt. Det højre diagram viser dannelsen af agglomerater, der består af flere træpartikler, der ikke er limet til hinanden. Tilstedeværelsen af sådanne defekter, især på overfladen af produkter, fører til et fald i materialets styrke og holdbarhed.
Specifikke formuleringer af træ-polymer-kompositter udvikles i forhold til givne produkter, anvendte basisharpikser og teknologiske processer. De er ofte en forretningshemmelighed for producenten af et bestemt produkt eller genstand for en licens fra en teknologi- eller udstyrsleverandør.
En vigtig retning i udviklingen af moderne formuleringer af ekstruderede WPC'er er søgen efter brugen af naturlige, dvs. i deres sammensætning. biologiske polymerer. Succesfuld præstation I dette område begyndte brugen af stivelsesholdige stoffer, for eksempel majsmel (materialer som Fasal - Fasalex). Der forskes aktivt i brugen af lignin (affald fra papirmasseproduktion), affald fra læder- og kød- og mejeriindustrien mv. Der er information om forskning fra russiske specialister om muligheden for at bruge fyrreharpiks - oleoresin som en af komponenterne i ekstruderede WPC'er.
Udseende af træ-polymer-kompositter.
I sin naturlige form minder WPC med højt træindhold mest om MDF og eller massiv fiberplade, se fig. 3. Det kan males i løs vægt eller udsættes for maling efterbehandling med konventionel maling og emaljer, eller dækket med syntetiske film eller naturlig finer. Kompositten er varm at røre ved, nogle gange let olieagtig.
Fig.3. Sektioner af WPC-profiler Der er en teknologi til at belægge WPC med et tyndt lag af plast, eller endda flere plastik, direkte under processen med at ekstrudere det i en ekstruder. Denne teknologi, der er meget udbredt i plastindustrien, kaldes co-ekstrudering eller co-ekstrudering.
Men hvis træpartikler af store fraktioner blev brugt til fremstilling af forbindelsen, vil overfladen af produktet være tættere i størrelse. udseende til overfladen af spånpladen. Sådanne profiler produceres for eksempel af det hollandske firma Tech-Wood.
Termoplastiske WPC'er har en svag lugt af træ (savsmuld).
Fysiske og mekaniske egenskaber af kompositter
Densiteten af ekstruderingskompositter kan ligge i området 1000 - 1400 kg/m3. Densiteten af produkter kan reduceres ved at bruge specielle opskumningsmidler til 700-900 kg/m3, men kun polymermatrixen kan opskummes.
Bemærkninger:
- Densiteten af kompositten afhænger af densiteten af den anvendte basisharpiks og de anvendte additiver og deres mængde og tætheden af træpartiklerne. Under kompoundering og ekstrudering under påvirkning højt tryk og temperatur komprimeres træpartikler - op til en værdi på 1400 kg/m3, dvs. opnår den sande tæthed af træ, fri for porer og andre hulrum.
- Træets sande tæthed er praktisk talt uafhængig af dets art.
- Brugen af hule mikrofyldstoffer (plastik- og glasmikrokugler) i WPC undersøges.
WPC's styrkeegenskaber afhænger i høj grad af typen af basisharpiks, se tabel. 2.
Men ved at kontrollere sammensætningen af kompositten og teknologisk proces dens styrke og andre egenskaber kan forbedres væsentligt.
Lad os overveje egenskaberne af WPC ved at bruge eksemplet med tre specifikke modifikationer produceret under Fasal-mærket, udviklet med polypropylen som basisharpiks af det østrigske firma Austel research and development GmbH og solgt af Fasalex, Østrig, se tabel. 3.
| Egenskaber | Dimension | Fasal F134 | Fasal F 386 | Fasal F 465 |
|---|---|---|---|---|
| Tæthed | kg/dm 3 | 1,4 | 1,35 | 1,2 |
| Ultimativ styrke (midlertidig styrke) | MPa | 25 | 17 | 23 |
| Elasticitetstrækmodul (Young mod.) | GPa | 8 | 4 | 5,1 |
| Bøjningsmodstand | MPa | 41 | 30 | 52 |
| Bøjningsmodul | GPa | 5,8 | 3,8 | 5 |
| Trækforlængelse | % | 0,5 | 0,6 | 1 |
| Charpy slagstyrke | KJ/m2 | 3,2 | 3,3 | 4 |
| Biologisk nedbrydningsperiode | uger | måneder | ikke-nedbrydelige | |
| Reduktion af bøjningsmodstand i vand ved 23 grader C: | ||||
| - efter 30 min. uddrag | % | 65 | 14 | 0 |
| - efter 120 min. uddrag | % | 90 | 35 | 0 |
Sammensætningen, der tilbydes af Strandex, USA, bruger polyethylen og dets affald som basisharpiks. Hårdttræ og nåletræ anses for acceptable, ligesom andre cellulosefibre, såsom halm, hør, risskaller, jordnøddeskaller, bambus, kenaf osv. Partikelstørrelse 425 mikron (40 mesh) eller mindre. Et stort indhold af mindre partikler (200 mesh og finere), inklusive slibestøv, er tilladt. Densiteten af kompositten er 0,98 - 1,2 kg/dm3. Kompositten og teknologien er patenteret og sælges på licens sammen med matricerne. Omkostningerne ved en die er mere end 20.000 amerikanske dollars, prisen på en licens (ifølge nogle kilder) er mere end 1 million dollars.
Der er dog et alvorligt problem i brugen af affaldsspånplader og MDF. Det er forbundet med sublimering af formaldehyddamp fra phenolharpikserne indeholdt i disse plader.
Note. Selvom styrken af termoplastisk WPC under prøvning er på niveau med naturlige træmaterialer, er deres faktiske driftsstyrke i mange tilfælde betydeligt højere, fordi produkter fremstillet af WPC har ikke naturlige defekter, der er iboende i træ (knaster, revner, krøller osv.), ændrer ikke deres styrke med stigende luftfugtighed og påvirkes ikke af svampe og bakterier.
I begyndelsen af udviklingen af WPC-produktion forsøgte teknologer at sikre maksimal biostabilitet af produkter. Og dette problem blev løst Især en række WPC-producenter giver garantier for 10, 25 og 50 års udendørs drift af færdige produkter, dvs. mest høj stabilitet til fugt, lys, svampe og insekter uden særlig beskyttelse. De fleste producerede WPC kan absorbere en lille mængde (0,1 - 4%) fugt uden at miste sin form og styrke og genoprette sine tidligere egenskaber, når de er tørre.
En ny retning i produktionen af WPC er skabelsen af formuleringer til let genanvendeligt biologisk nedbrydeligt WPC med reduceret biostabilitet. De udbydes fx af firmaet Fasalex - som miljøvenlige hele vejen igennem livscyklus(ovenstående kompositioner Fasal F 134 og F 386).
Det skal bemærkes, at på trods af den allerede solide produktionserfaring og talrige undersøgelser, der allerede er udført, inden for træ-polymersammensætninger er der stadig kæmpe mængde uudforskede retninger. På den ene side skyldes dette polymerkemiens uendelige muligheder, og på den anden side forklares det med ungdommen i denne nye industri selv.
Bearbejdelighed
WPC-produkter forarbejdes med de samme værktøjer som træ. WPC kan let saves, høvles, bores, slibes mv. Holder søm, hæfteklammer, skruer rigtig godt, se fig. 4.
Mange sammensatte formuleringer kan bindes. Nogle formuleringer kan svejses som plastik. Praksis med at bøje profilerede produkter efter opvarmning, som plastprofiler osv., er allerede blevet mestret.
Fig. 4. Forarbejdning af træ-polymer-kompositter
WPC'er er ikke særlig brandfarlige, især hvis de er lavet på basis af polyvinylchloridharpiks.
En interessant retning i brugen af ekstruderet WPC er den kombinerede brug af WPC-profiler og valset metal. I dette tilfælde indsættes det i profilhulrummet stålrør, strimmel osv. Metallet påtager sig hele eller en del af kraftbelastningen, og profilen udfører dekorative, beskyttende og andre funktioner.
Der er endnu ingen accepteret standardiseret klassificering af termoplastisk WPC.