Tekoči les ima veliko prednosti. Pogovorimo se o tem, iz česa je sestavljen, kje se lahko uporablja, na kaj iskati pri nakupu tega materiala in tudi, kako ga narediti sami.
Iz česa je izdelan tekoči les?
Seveda pravi les ne more biti tekoč. Ta stavek pomeni lesno-polimerni kompozit (WPC) - nov gradbeni material, ki vključuje naslednje komponente:
- zdrobljen les (žagovina, ostružki itd.),
- povezovalni del (polietilen, polipropilen itd.),
- dodatki (aditivi).
Poleg tega lahko sam les vsebuje WPC do 80 odstotkov. Poleg tega to ni sveže rezan material, temveč odpadek iz proizvodnje lesa. To pomeni, da med proizvodnjo WPC ni bilo dejansko poškodovano niti eno drevo.
Trdnost izdelkov iz tekočega lesa včasih presega celo trdnost lepljenega furnirja. Pravzaprav termoplastični polimeri med proizvodnim procesom delujejo kot vezivo, saj delce žagovine in oblancev sintrajo v monolitno maso.
No, najbolj zanimiva sestavina te zlitine so dodatki. Ščitijo leseno podlago pred glivami, plesnijo in vlago. Oni so tisti, ki izdelke pobarvajo v prijetno “lesno” barvo. Dodatki omogočajo tudi penjenje WPC, kar ima za posledico lahko, a obstojno maso.
Za mešanje vseh komponent morajo proizvajalci WPC samo segrevati sestavo, dokler se ne utekočini in izzove učinek kopolimerizacije. Nato vročo maso vlijemo v kalup. In ko se ta ulitek ohladi, med katerim je dovoljeno prisilno hlajenje, dobimo končni izdelek - lesni polimer.
Kje lahko uporabim WPC?
Lesni polimer ima lastnosti naravnega in umetnih materialov. Videti je in diši kot les in ne gnije, ne reagira na temperaturna nihanja ali ga ultravijolična svetloba uniči kot plastika.
Izdelki iz lesene plastike so našli svojo uporabo tako v gradbeništvu kot oblikovanju. WPC je odlična podlaga za talne obloge. S tekočimi lesenimi ploščami lahko položite celo odprto teraso. In ne bodo se zvili ali počili od mraza ali zgnili zaradi dežja ali snega. Iz lesnega polimera lahko ulijete tudi surovce ali dele pohištvenih predmetov. In bolje bodo prenesli obremenitev kot iverne plošče.
Poleg tega so elementi zunanjega in notranjega dekorja izdelani iz WPC. Dodatki ne vplivajo na prijaznost do okolja, uporablja se celo polietilen živilska industrija, les pa je od vseh gradbenih materialov najbolj ugodna možnost za zdravje ljudi. Zato bo zaključna obdelava iz WPC bolj primerna kot plastične plošče ali vinilne tapete. Čeprav bo ta možnost zahtevala dobro prezračevanje prostora, obrobljenega z leseno plastiko.
Poleg tega ta material ne gori dobro in prenaša bližino opeke ali betona. Kjer začne drevo črpati vlago in gniti, WPC leži in opravlja svoje delo 40-50 let. Zato je lesena plastika zelo obetaven zaključni material za zunanja dela.
Skratka, naravni les ima samo eno nesporno prednost pred svojim tekočim dvojnikom - nizki stroški. WPC plošče in izdelki so nekoliko dražji od naravnih lesnih materialov. Vendar glede na dejstvo, da je les s podobno vzdržljivostjo in močjo mogoče dobiti le iz dragocene vrste lesa, razlika v ceni ni tako osupljiva, kot se morda zdi.
Kako narediti WPC z lastnimi rokami
Če želite to narediti, morate storiti naslednje:- 1. Vzemi žagovina. Poleg tega vrsta podlage tukaj ni pomembna - lahko vzamete tako borove kot hrastove ostružke.
- 2. Sesekljana drva stresemo v kavni mlinček (po možnosti električni) in zmeljemo v »moko«.
- 3. Pripravite posodo za mešanje. To je lahko umivalnik, vedro ali majhen kozarec.
- 4. Nalijte lesno "moko" v posodo in jo napolnite s PVA lepilom. Poleg tega, če potrebujete visoko trdnost, namesto pisarniškega materiala uporabite gradbene spojine ali lepila za mizarstvo na njihovi osnovi.
- 5. Zmes stepamo z mešalnikom do gladkega. Za velike količine je lahko gradbeni mešalnik.
Če se sestava izkaže za preveč tekočo, morate dodati žagovino. Če dobite zelo gosto maso, dodajte lepilo PVA.
Res je, da po zgornjem receptu ne boste dobili polnopravnega lesno-plastičnega materiala, temveč njegovega analoga. Toda glede strukture in osnovnih lastnosti domačega materiala se praktično ne bo razlikoval od tovarniškega. Lahko se uporablja za tesnjenje lukenj, količkov in drugih napak v pravem WPC, kot tudi za ulivanje dekorativni elementi, ki ne nosi operativne obremenitve.
Pri tesnjenju napak z lastno izdelanim WPC se uporablja naslednja tehnologija: čip ali luknja se nanese na mesto poškodbe in se napolni z nastalo maso, z uporabo gumijaste lopatice za fugiranje spojev v ploščicah. Po strjevanju preostalo maso pobrusimo z drobnozrnatim brusnim papirjem in pobarvamo v barvo površine.
Za vlivanje domačega WPC v kalup uporabite tekočo sestavo, ki spominja na konsistenco betonske raztopine. Poleg tega gre napolnjen kalup skozi vibracijsko stojalo za iztiskanje mehurčkov iz ulitka. Po tem se pusti pri miru, dokler se popolnoma ne posuši. Majhne napake na površini odlitka lahko zapolnite z lepilom ali zbrusite.
Preglejte ploščo ali drug izdelek iz tekočega lesa. Če so na njegovi površini svetle pike, potem imate izdelek dvomljive kakovosti, saj takšna napaka kaže na slabo kakovost mletja in gnetenja lesne moke. Pod na prostem tak izdelek ne bo trajal dolgo. Po nekaj letih uporabe bodo pike začele črneti, privabljati gnilobo in vlago.
Bodite pozorni na teksturo izdelka. Za končno obdelavo pogosto raje uporabljajo gladko, skoraj polirano površino. Pod nobenim pogojem ne smete uporabljati gladkih desk, saj so zelo nevarne. Najbolje je, da vzamete grobo različico, tudi z valovitostjo.
Če je mogoče, ugotovite sestavo lesne moke, ki se uporablja pri proizvodnji WPC. Najboljša možnost– odpadki trdega lesa. Takšni materiali slabo gorijo. Ampak tiste smolnate iglavci zmanjša požarno varnost vašega doma za več točk hkrati.
Poglejte barvo izdelka. Moralo bi biti enotno. Lise, svetla področja in druge napake kažejo na slabo mešanje komponent. Takšna plošča izgleda slabo in je po trdnosti slabša celo od navadnega lesa, da ne omenjam visokokakovostnega WPC.
Ugotovite, katere garancije so na voljo. Zanesljivi proizvajalci zagotavljajo garancijo 20-25 let. Če specifikacija za ploščo govori o 4-5 letih, potem sestava takšnega lesnega polimera vsebuje očitne napačne izračune. Poskusite zavrniti tak nakup.
Če upoštevate te nasvete, vas kupljeni izdelki WPC ne bodo razočarali za 30-40 let delovanja.
Moderna smer pri gradnji gazebov, teras, kopališč in podeželskih hiš se osredotočamo na uporabo naravnega lesa. Toda tehnične lastnosti lesa ne dovoljujejo dolgo časa odporen na vlago, temperaturne spremembe in druge zunanje dejavnike.
vprašanje alternativni material postala tako akutna, da kratki roki Ustvarjen je bil analog naravnih surovin, vendar s stabilnejšimi lastnostmi - lesno-polimerni kompozit.
Sestava lesno-polimernega kompozita
Glavne komponente pri izdelavi kompozitov so:
— polimeri s termoplastičnimi lastnostmi (PE, PP, PVC);
- zdrobljen les skoraj do stanja moke;
- modifikatorji (kemikalije), ki se dodajajo za izboljšanje tehnične in značilnosti delovanja.
Prisotnost v postavi kemikalije ne presega 5% celotne mase, zaradi česar je uporaba materiala popolnoma varna za zdravje ljudi.
Tehnične značilnosti lesno-polimernega kompozita
Lastnosti kompozita so podobne nečemu med lesom in plastiko, le kombinacija pozitivne lastnosti. Njegove lastnosti olajšajo vgradnjo in obdelavo, njegova trdnost pa bistveno podaljša njegovo življenjsko dobo. Razlikovalne značilnosti vključujejo:
Preberite tudi: Ondulin (fotografija): značilnosti, prednosti in slabosti, značilnosti namestitve
Široko temperaturno območje delovanja (od -40 do +70 stopinj);
Elastičnost (mogoče je dati različne oblike);
Odpornost na vlago;
Moč (500 kg na 1 m2);
prijaznost do okolja;
Odpornost na ultravijolične žarke in agresivna okolja.
Prednosti WPC
Pomanjkanje mikrobioloških procesov;
Požarna varnost;
Odpornost na vlago, ultravijolično sevanje in druge zunanje dejavnike;
Ima povečano mehansko trdnost;
Enostavna obdelava in namestitev;
Ne oddaja strupenih snovi;
Širok obseg uporabe;
Asortiman je predstavljen v različnih odtenkih in teksturah, med katerimi lahko izbirate.
Slabosti WPC
Uporaba kompozita zahteva ureditev prostora z dobrim prezračevalnim sistemom;
Ne prenaša kombinacije dveh dejavnikov hkrati: visoke temperature in vlažnega okolja;
Visoki stroški.
Področje uporabe WPC
Lesno-polimerni kompozit aktivno uporablja v različna področja proizvodne dejavnosti. Uporablja se za notranjo dekoracijo avtomobilov in vodnega prometa, za ureditev pomolov, privezov in stranic bazenov. Material je dobil še večjo prepoznavnost pri gradnji gazebov, ploščadi in ograj. V zasebni gradnji se kompozit uporablja za gradnjo kopališč, teras, vrtne poti. Tudi v stanovanjske zgradbe polimerni les se uporablja za dekoracijo balkonov, lož in kopalnic. Material, lahek po teži in obdelavi, ustrezno nadomešča obloge in obloge. In sposobnost sprejemanja različnih oblik vam omogoča izvajanje zanimivih oblikovalske rešitve pri oblikovanju dizajna.
Preberite tudi: Uporaba Lego kock (foto) pri gradnji
Vrste kompozitnih izdelkov
Dekorativni zaključni elementi (ograje, ograje, škatle, hlodi itd.);
Obrobe (uporabljajo se za prekrivanje vgradnega šiva v okenskih in vratnih odprtinah);
Stranski tir (lahek material za oblaganje);
Talna obloga (deska povečana moč, ki se uporablja kot glavni gradbeni element).
Pravila za vgradnjo lesno-polimernega kompozita
Obstajajo nianse, ki jih je treba upoštevati pri delu z materialom. To bo pomagalo preprečiti neprijetna presenečenja med delovanjem.
Polaganje je treba izvajati le pri pozitivnih temperaturah.
Pri nameščanju talne obloge pustite prezračevalne reže med ploščami in pod konstrukcijo.
Izogibati se je treba neposrednemu stiku kompozita s tlemi.
Pred namestitvijo morate sestaviti projektni diagram za pravočasno dokončanje potrebnega povezovalni elementi.
Material je treba pred predelavo prilagoditi lokalnim razmeram. Če želite to narediti, ga morate po razpakiranju pustiti 36 ur, da se pripravi.
Če se kompozit uporablja kot talna obloga, je potrebno zagotoviti drenažni sistem za usedline. Običajno je konstrukcija izdelana pod rahlim naklonom. Če se polaganje izvaja na monolitni prevleki, so v ploščah izdelani posebni utori za odvajanje vode.
Sodobni gradbeni materiali ne smejo biti le estetski, ampak tudi praktični, enostavni za uporabo in vzdrževanje, predvsem pa ekonomični. Mnoga podjetja delujejo na področju izumljanja novih materialov, svoje raziskave pa usmerjajo predvsem na kombinacije različnih snovi, med njimi pa lahko izpostavimo tako obetaven nov izdelek, kot je lesno-polimerni kompozit (WPC).
KDP se pogosto imenuje tekoče drevo , oz lesena plastika , tisti, ki se radi šopirijo s svojim znanjem angleščine, pa ga imenujejo polywood . Iz teh imen je razvidno, da gre za kombinacijo plastike in lesa v staljenem stanju, čemur sledi strjevanje končnega izdelka. Tekoči les je alternativa lesu drage sorte, poleg tega pa ima bistveno izboljšane lastnosti delovanja v primerjavi s katerim koli lesom ali plastiko. Na svetlobi moderna moda na okoljski materiali lesno-polimerni kompozit- to je nujno izboljšanje materialov, ki se uporabljajo za obloge, talne obloge, izdelavo plošč in "desk" ter mnogih drugih gradbenih in zaključna gradiva. Najbolj široka uporaba lesno-polimerni kompozit je prejel na področju proizvodnje terasne deske (decking).
Najbolj priljubljena možnost za uporabo WPC je decking ali decking
Lastnosti in značilnosti lesno-polimernega kompozita
WPC je sestavljen pretežno iz lesnih vlaken, katerih vlogo uspešno opravljajo odpadki iz lesnopredelovalne industrije in plastike kot vezivnega substrata. Kot rezultat, nastali material združuje vse koristne lastnosti sodobni polimeri in naravni les.
Lesne lastnosti tekočega lesa se kažejo v:
- verodostojno lesena risba, tekstura in barva;
- podobna toplotna prevodnost;
- značilna aroma;
- varnost za okolju in za potrošnika.
Polimerni del WPC mu daje lastnosti, kot so:
- visoka odpornost na vlago, zato je treba pozabiti na problem otekanja plošč;
- trdnost in odpornost proti obrabi, zaradi česar se izdelki WPC ne bojijo obremenitev, udarcev in stalne abrazije. Čevlji, živalski kremplji in padajoči predmeti ne puščajo vidnih sledi na površini. Poleg tega tudi navlažena deska WPC ne drsi, kar je zelo pomembno pri uporabi na tleh, kot so stopnice in seveda terase, verande, odprte površine in celo (vrtni parket);
- toplotna odpornost in sposobnost prenesti ekstremne vremenske razmere;
- neužitno za insekte, glive in gnilobne bakterije;
- enostavnost obdelave in namestitve (primer izdelave terase iz WPC);
Kot rezultat tekoče drevo za razliko od vseh znanih gradbenih materialov, hkrati:
- Zanesljiv, vzdržljiv in lep;
- Ne potrebuje nobenega vzdrževanja razen prašenja. Brušenje, lakiranje in druge manipulacije so lesno-polimerni kompoziti preprosto ne potrebujejo;
- Varčno. Primerjaj WPC z naravni les strošek preprosto ni smiseln, plastika pa sčasoma postane dražja zaradi dejstva, da zahteva pogosta popravila in menjave. To pomeni, da bo lesno-polimerni kompozit, ki vam bo brez težav služil četrt stoletja, preživel več sprememb plastike in lesa, zato se njegovi skupni stroški večkrat zmanjšajo.
Raznolikost izdelkov WPC je resnično neomejena
Področje uporabe lesno-polimernega kompozita
Takšne nedvomne prednosti so privedle do uporabe WPC na področju gradnje in celo notranje opreme avtomobilov in jaht, zaradi odlične vodoodpornosti pa se uporablja za gradnjo struktur, ki so pogosto v stiku z vodo ali so nenehno v njem: stene bazenov, pomoli in privezi, majhni mostovi, nekateri deli ladjedelništva in celo morski piloti(!).
|
Vrtni parket iz WPC je idealen za tlakovanje zunanjih površin in teras ter vrtnih poti |
Sodobne obloge oziroma obloge iz WPC so uspešno nadomestile vinilne, kovinske in cementne obloge |
|
Cvetlična korita in korita iz WPC postajajo vse bolj priljubljena zaradi svoje vzdržljivosti in enostavne montaže. |
Ograje in ograje iz WPC se po videzu ne razlikujejo od lesenih, vendar ne zahtevajo redne obdelave in zamenjave gnilih desk |
V zasebni stanovanjski gradnji postane lesno-polimerni kompozit material št. 1 pri vgradnji različnih talnih oblog, garaž, plesišč, verand, teras in ograj. Poleg vsega tekoči les naredi odlične vrtne strukture: paviljone, terase, poti, ograje, vrata - in vse to zahvaljujoč njegovi odpornosti na širok razpon temperatur in ultravijolično sevanje. sončna svetloba in vpliv živih organizmov. In kakšne fasadne obloge lahko naredimo z WPC!
Lahek, odporen na toploto in vlago, enostaven za namestitev in poleg tega okolju prijazen lesno-polimerni kompozit postane odlična zamenjava za eurolining in. Izdeluje tudi odlične okenske police in mizne plošče, pohištvo in vrata vseh vrst (tako vhodna kot vhodna).
Najpogostejši na svetu WPC gradbeni material - decking, imenovan tudi terasna deska. Ustvarjajo iz dekinga talne obloge v notranjih prostorih, tudi v prostorih, kjer je pogosto visoka vlažnost: kopel, savna, kopalnica. Vse pozitivne lastnosti WPC delujejo, ko se uporablja za zunanja obdelava konstrukcije: že omenjeni balkoni, terase, izkoriščene strehe, verande, pomoli, pomoli in palube ladij.
Terasna deska je tradicionalno profiliran izdelek s spremenljivo konfiguracijo. Proizvajalci priporočajo tudi uporabo votlega ali masivnega profila za pod različne vrste pričakovana obremenitev prevleke.
Zelo pogost je tudi izdelek WPC, imenovan vrtni parket. Navzven je videti kot ploščica s segmenti velikosti približno 30 x 30 cm, sam parket pa je izdelan iz plastične podlage, na katero so pritrjene deske iz lesno-polimernega kompozita. Posebni nosilci Podlage omogočajo enostavno in preprosto polaganje in ponovno sestavljanje talne obloge, zaradi česar je primerna za uporabo v sezonskih objektih, igriščih ali zasebnih primestnih območjih.
|
WPC ploščice - vrtni parket - imajo dve plasti: osnovno podlago in fronto |
Vrtna pot je tlakovana z WPC ploščicami - vrtni parket |
|
Vrtni parket WPC odlična rešitev za odprto verando |
Vrtni parket iz WPC je odlična možnost za odprt prostor v gozdu |
Od kod prihaja ta neverjeten material?
Lesno-polimerni kompozit (WPC) je bil ustvarjen v Italiji. Leta 1974 je koncern ICMA San Giorgio prejel patent za avtorstvo tega gradbenega materiala, za katerega je bil ustvarjen blagovna znamka Wood-Stock. Zdaj lahko jasno vidite vse predpogoje za takšno idejo - navsezadnje se je podjetje prej ukvarjalo tako s tradicionalno obdelavo lesa kot s proizvodnjo izdelkov iz polimerne plastike. Drago odlaganje odpadkov obeh industrij je postalo problem, ki so ga ekonomsko rešili z združitvijo obeh smeri. Toda takrat novi gradbeni material ni bil le novost, ampak je bil na robu znanstvene fantastike, zato si je moral dolgo časa zaslužiti zaupanje potrošnikov.
Tehnologija proizvodnje WPC zahteva natančno upoštevanje tehnološkega procesa in visokokakovostne surovine. Procesi izpopolnjevanja in izpopolnjevanja tehnologije izdelave in nato samega materiala so se vlekli vse do osemdesetih let. In tekoči les ni prejel priznanja potrošnikov v Italiji, temveč v največjih avtomobilskih tovarnah na svetu. Zdaj se skoraj vsi ukvarjajo z WPC, a se tega morda niti ne zavedajo, saj je večina avtomobilskih notranjosti narejena iz tega - lesno-polimernega kompozita.
Lesno-polimerni kompozit - izdelava v proizvodnji
Sestava in proizvodnja lesno-polimernega kompozita
Če podrobneje razmislimo o sestavi WPC, lahko sledimo njenim spremembam od začetka proizvodnje do danes, zdaj pa je približno takole: zdrobljen lesni polnilo, ki daje glavni volumen izdelku, je vezan z polimer ene od treh vrst. Namembnost končnega izdelka določa izbiro: polipropilen, polivinilklorid (PVC) ali klasični polietilen. Plastika in polnilo sta povezana in preoblikovana v en sam monolit.
Pri proizvodnji tekočega lesa se aktivno uporabljajo dodatki - različni dodatki, ki so potrebni za doseganje želenih lastnosti delovanja kompozita. Njihovo vlogo v tekočem lesu igrajo izdelki kemične industrije:
- barvila za dodajanje barve;
- modifikatorji za povečanje trdnosti in trdote;
- maziva za večjo odpornost na vlago in hitro ekstruzijo;
- sredstva za penjenje, da je površina svetla in gladka;
- biocidi za maksimalno odpornost na biološke dejavnike.
Slabosti lesno-polimernega kompozita
Slabosti materialov iz lesno-polimernega kompozita so slaba toleranca ob stalni hkratni izpostavljenosti kombinacijam obeh. negativni vplivi — visoka vlažnost in visoke temperature, kar vodi do hitre obrabe WPC prevleke.
Pojav plesni zaradi nezadostnega prezračevanja prostora, proti kateremu se lahko borimo le s specifičnimi in dragimi dodatki. Njegov strošek v primerjavi z proračunsko drevoše vedno ostaja velika pomanjkljivost.
Najbližji naravni tekmec WPC je lahko macesen ali bolj redko drevo bankirai (Bangkirai), ki včasih stane tudi pol manj, a ima skoraj enake lastnosti. Razlika se pojavi le na tistih mestih, kjer je uporaba enega materiala nemogoča in se ga nadomesti z drugim.
Tehnične in obratovalne značilnosti lesno-polimernega kompozita (WPC) in macesna
Macesen se bo veliko bolje obnesel v kopeli ali savni ( visoke temperature v kombinaciji z vlago - se spomnite?), vendar bo lesno-polimerni kompozit na prostem zdržal veliko dlje, saj leseni gradbeni materiali v zraku vedno potrebujejo redno dodatno obdelavo in zamenjavo.
| Stroški pokrivanja terase | Macesnova sorta Extra, rub | Terasna deska, rub |
|---|---|---|
| Cena za m2 | 1800 | 2000 |
| 200 | Log 600 + pritrdilna sponka 300 | |
| 50 | 0 | |
| 50 | 0 | |
| Impregnacija | 200 | 0 |
| 100 | 0 | |
| 400 | 400 (lahko naredite sami) | |
| Začetni stroški materiala in dela | 2800 | 3300 |
Stroški za 3. leto |
||
| Antiseptik, zaščita pred glivicami (Rusija), 1 m2. | 50 | 0 |
| Antiseptična obdelava, 1 m2. | 50 | 0 |
| Impregnacija | 200 | 0 |
| Nanos impregnacije (1 sloj), 1 m2. | 50 | 0 |
| Stroški dela | 350 | 0 |
Stroški za 5. leto (menjava premaza zaradi poškodbe iz vremenske razmere in drugi naravni dejavniki) |
||
| Cena za m2 | 1800 | 0 |
| Polena + pritrdilna objemka (na 1 m2) | 200 | 0 |
| Antiseptik, zaščita pred glivicami (Rusija), 1 m2. | 50 | 0 |
| Antiseptična obdelava, 1 m2. | 50 | 0 |
| Impregnacija | 200 | 0 |
| Nanos impregnacije (2 sloja), 1 m2. | 100 | 0 |
| Montaža terasne obloge 1 m2. | 400 | 0 |
| Stroški materiala in dela med montažo in vzdrževanjem za 5 let delovanja | 2800 | 0 |
| V samo 5 letih | 5950 rub./m2. | 3300 rub./m2. |
Zgodovina KDP
Tehnologija izdelave lesno-polimernih kompozitov je bila razvita že v 70. letih 20. stoletja s ciljem več učinkovita uporaba velika količina lesni odpadki. Istočasno se je na Švedskem pojavil prvi obrat za proizvodnjo materiala. A ker je bila tehnologija nepopolna in oprema med proizvodnim procesom močno obrabljena, izkušnja ni bila uspešna.
Konec 20. stoletja so se za tehnologijo začeli zanimati ameriški proizvajalci. Tradicionalne terase (deckingi) za zasebne zgradbe so bile prej sestavljene iz lesa. Toda takšne strukture so zahtevale stalno vzdrževanje in niso bile trajne. Plastika, s katero so lahko zgradili tudi terase, v tistih časih ni bila poceni. Zato je material, ki je bil sestavljen iz polovice lesnih odpadkov in polovice iz plastike, postal prava najdba za vse gradbenike in navadne lastnike stanovanj.
Istočasno so se na Japonskem začeli aktivno uporabljati lesno-polimerni kompoziti. Obložili so balkone in terase. In na Kitajskem so iz WPC izdelali celo pločnike, vrtne poti, klopi in paviljone
Trenutno kompozitni materiali dobesedno osvajajo vedno več novih področij. Rast WPC trga v svetu je 20% letno, proizvodne tehnologije se izboljšujejo in postajajo še bolj ekonomične in varne za ljudi in okolje. In sam material pridobi nove lastnosti in na nekaterih področjih samozavestno izpodriva tako les kot plastiko.
Les-polimer kompozitni materiali(WPC), namenjeni predelavi z ekstrudiranjem, so sestavljeni iz treh glavnih komponent:
- zdrobljeni lesni delci
- sintetični ali organski termoplastični polimeri ali njihove mešanice,
- kompleks posebnih kemičnih dodatkov (modifikatorjev), ki izboljšajo tehnološke in druge lastnosti sestave in nastalega izdelka, pogosto imenovanih tudi aditivi.
Kompozitni materiali se od tradicionalne plastike, polnjene z lesom (WFP), razlikujejo po visoki (več kot 50-odstotni) masni vsebnosti lesa v celotni sestavi in njenem ustreznem vplivu na lastnosti končni izdelek. V DNP ni veliko lesnega polnila in lastnosti takšne plastike določajo predvsem lastnosti polimera. In ko je lesa več, so lastnosti kompozita že določene:
- lastnosti matrike,
- lastnosti lesnih delcev,
- narava vezi med lesnimi delci in matrico,
- strukturo nastalega kompozita.
Spodnje slike prikazujejo tri shematične strukture polnjenega materiala:
Nizko polnjena plastika, srednje polnjen kompozit in visoko polnjen kompozit.
Vsebnost lesa v lesno-polimernem kompozitu na osnovi termoplastičnih smol se lahko spreminja v širokih mejah. Večina ameriških proizvajalcev še vedno dela s sestavki, ki vsebujejo 50 - 70% lesa. Evropski razvijalci tehnologij ekstrudiranja DPCT si prizadevajo pridobiti sestavke z večjo vsebnostjo lesa - do 80% ali več.
Les se zdrobi v posebnih mlinskih obratih različnih vrst in spremeni v lesno moko ali lesna vlakna. Trenutno se za proizvodnjo WPC najpogosteje uporablja lesna moka. Domača industrija že dolgo obvlada proizvodnjo lesne moke. Uporablja se kot polnilo za plastiko, surovine za eksplozive, za mikrobiološko industrijo itd.). Poleg posebej zdrobljenega lesa lahko sestava DPKT vključuje drobno žagovino in brusni prah.
Obetavna je uporaba DPKT in lesnih vlaken, ki se uporabljajo pri proizvodnji vlaknenih plošč, MDF in papirja. Lesna vlakna pridobivamo z razvlaknjenjem, t.j. cepljenje lesa na vlakna. V nekaterih primerih se uporabljajo že pripravljena vlakna iz kartona in papirnih odpadkov (odpadni papir). Na primer, kitajsko podjetje ima izkušnje z industrijskim recikliranjem pri proizvodnji DPCT papirnatih kartonov za mleko, ki hkrati vsebujejo polietilen, papir in celo aluminijasto folijo.
Slika 1. Peleti za gorivo Finski strokovnjaki so preizkusili možnost uporabe standardnih lesnih peletov kot surovine za proizvodnjo spojine (na ekstruderju tipa Conex).
Granule je lažje prenašati in skladiščiti kot moko
Videz gorivnih peletov, glej sliko 1.
Lesna moka (angleško wood flour, wood meal, nemško holzmehl)- izdelani predvsem iz mehkih, nesmolnatih lesnih vrst, kot je bor. Sploh ni izključena uporaba trdih listavcev, ki pa so nekoliko težje mleti. V naši državi se moka proizvaja po GOST 16361-87 "Lesna moka. Tehnični pogoji."
V tujini uspešno proizvajajo lesno moko za uporabo v termoplastičnih WPC iz lupin rastlinskih zrn (riževe lupine, lupine orehov). Ameriško podjetje Heartland BioComposites LLC je pred kratkim obvladalo uporabo pšenične slame kot surovine.
V večini primerov je velikost lesnih delcev v kompozitu v območju od 500 do 50 mikronov. Delci lesne moke so lahko v najrazličnejših oblikah. Razmerje med dolžino delcev moke in njihovo širino je od 1:1 do 4:1.
V mlinskih napravah med mletjem poteka ločevanje želene frakcije moke s pomočjo sistema sit ali centrifugalnih metod. V tujini je običajno, da frakcijo moke označimo s številko Mesh. V skladu z ruskim standardom je lesna moka razdeljena na več razredov.
Lesna vlakna (lesna vlakna) dolžina je odvisna od vrste lesa: pri listavcih 1 - 1,5 mm, pri iglavcih 3 - 3,5 mm. Razmerje med dolžino in debelino lesnih vlaken je od 1:10 do 1:20.
Les se tradicionalno uporablja pri strojni obdelavi kovin kot material za brušenje in poliranje, saj ima opazne abrazivne lastnosti. Te lastnosti ohranja tudi lesna moka. Vendar pa je abrazivnost lesa manjša kot pri steklenih vlaknih in nekaterih drugih mineralnih polnilih, ki se uporabljajo pri proizvodnji polnjene plastike in kompozitov. Zato velja za relativno "mehko" polnilo.
Stopnja abrazivne obrabe opreme je sorazmerna s tlakom v cilindru ekstruderja (in matrici), temperaturo in hitrostjo gibanja delovne mešanice glede na površino delovnih delov in je seveda odvisna od sestave delovne mešanice ( razmerje med količino moke in smole, vrsta smole, vrste in količine maziv in drugi dejavniki). Odvisno od vzdržljivosti se lahko delovni cilindri in polži ekstruderja uporabljajo 1-2 leti pred zamenjavo ali popravilom.
Nasipna gostota lesne moke in vlaken se lahko giblje med 100 - 300 kg/m3. Priporočljivo je, da vsebnost vlage v moki v zalogi ne presega 8%. V končnem kompozitu mora biti vsebnost vlage lesnih delcev praviloma nižja od 1 %. Manj ko je vlage v strukturi materiala, bolj je odporen na zunanje vplive.
Glede uporabe različnih vrst lesa in velikosti delcev obstajajo različna in včasih nasprotujoča si mnenja.
Opozorimo na očitno:
- Študije so preučevale vpliv velikosti delcev na mehanske lastnosti kompozitov, vendar ni zelo velik;
- premajhni (prah) in preveliki delci poslabšajo trdnost kompozita, vendar to ni vedno kritično za končni izdelek;
- veliki delci zmanjšajo produktivnost pripravljalne opreme zaradi svoje nizke nasipne gostote;
- z gostoto kompozita, ki se približuje 1,4 g/cc, tj. za pravo gostoto lesa vrsta lesa ni več temeljnega pomena.
Kompozit, izdelan iz večjih delcev, bo imel bolj zrnato površino, podobno kot iverne plošče, in bo morda zahteval brušenje, debelejšo oblogo in/ali končno obdelavo površine. Na primer, po izkušnjah pohištvene industrije zrnatosti profilov, izdelanih z rezkanjem iz iverne plošče, ni mogoče vedno skriti, če se soočite z dragimi dekorativnimi folijami na osnovi papirja, impregniranega s smolo, s skupno težo do 130 g na 1 kvadratni meter. In za obložne profile iz MDF, ki ima fino, enotno strukturo, se lahko uspešno uporabljajo cenejše dekorativne folije, ki tehtajo manj kot 80 g na 1 m2. Poleg tega so veliki lesni delci, zlasti tisti, ki se nahajajo blizu površine izdelka, bolj dovzetni za vlago in poškodbe pod vplivom neugodnih okoljskih dejavnikov.
Zelo majhni prašni delci (manj kot 50 mikronov) imajo veliko specifično površino in zato zahtevajo uporabo več smole za oblikovanje popolne polimerne matrice.
Opomba. Trenutno potekajo raziskave o uporabi mikroceluloze v kompozitnih materialih. A to bo najverjetneje drug razred materialov, ti. nanokompoziti.
Končna pretvorba delovne mešanice v kompozitni material poteka postopoma v conah ekstruderja in v matrici. Polimer mora prekriti celotno površino lesnega delca, prodreti v njegove pore in s tem zagotoviti tesno molekularno interakcijo med lesom in polimerom. To bistveno razlikuje postopek ekstrudiranja WPC od procesa ekstrudiranja navadne plastike, ker les je slabo omočen s talino polimera. Postopek vlaženja je težko intenzivirati s povišanjem temperature v ekstruderju zaradi nevarnosti termičnega uničenja lesa, polimera in zgorevanja zmesi (pri temperaturah nad 200 stopinj C).
Zato je z vidika kakovosti nastalega produkta in produktivnosti procesa tehnološka raven uporabljene opreme in sestava formulacije zmesi (kakovost osnovne smole, vrsta in količina dodatkov – modifikatorjev) težka in učinkovita. vneseni v formulacijo, so zelo pomembni.
Opombe:
1. Po tehnoloških in fizikalno-mehanskih lastnostih podobni lesno-polimernim kompozitom so kompozitni materiali, pridobljeni na osnovi drugih rastlinskih vlaken, na primer: konoplja (Hemp), lan (Flax), sisal (Sisal), kenaf (Kenaf) itd. .
Rastlinska vlakna lahko vnesemo v sestavo WPC in hkrati z lesnimi vlakni. Uporaba nelesnih vlaken rastlinskega izvora Zdaj se še posebej aktivno razvija v državah jugovzhodne Azije, zlasti na Kitajskem. Za več informacij o vlaknih si oglejte posebno aplikacijo in knjižnico Biocomposites.
2. Kljub navidezni preprostosti ideje o izdelavi WPC ima sama struktura lesno-polimernega kompozitnega materiala zelo zapleteno strukturo. Nič manj težko jih je opisati kemična, fizikalna in mehanski procesi tehnologije za proizvodnjo ekstrudiranega WPC. Te težave določata kompleksnost in heterogenost samega lesa.
Z večjim ali manjšim uspehom se lahko pri izdelavi WPC uporabljajo kateri koli termoplastični polimeri, v praksi pa se danes uporabljajo predvsem štiri vrste termoplastičnih smol: polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinilklorid (PVC) in v manjših količine, polistiren (PS). Diagram (slika 4.2.) prikazuje obstoječa razmerja uporabe različnih smol in polnil ter napoved za prihodnja leta.
Slika 2. Stanje in napoved uporabnosti baznih smol in polnil v proizvodnji kompozitov
Tako je na prvem mestu po uporabnosti polietilen (visoke in nizke gostote), sledita mu PVC in polipropilen. Vendar pa v Evropi polipropilen velja za najbolj obetavnega. Zlasti nemško podjetje Advanced Extruder Technologies AG (proizvajalec opreme za ekstruzijo WPC) navaja naslednja optimalna razmerja za polnjenje kompozita z lesom za različne vrste osnovne smole:
- na osnovi PVC - 60%
- na osnovi polietilena - 70%
- na osnovi polipropilena - 80% ali več.
Pomemben porast pričakujemo pri vseh vrstah kompozitov, vendar se od leta 2003 posebej hitro povečuje uporaba drugih (nelesnih) rastlinskih vlaken kot osnove kompozita.
Poleg tovarniško izdelanih smol, dobavljenih v obliki suspenzije ali granul, številna ameriška podjetja pri proizvodnji WPC uporabljajo plastične industrijske in gospodinjske odpadke (embalažne folije, steklenice itd.), ki jih operejo, posušijo in zdrobijo.
Izvajajo se tudi poskusi uporabe drugih industrijskih termoplastov v termoplasti WPC - ABS plastika, poliamidi (najlon, najlon), polikarbonati, polietilen tereftalat itd. v primarnih oblikah in odpadkih.
Približna razmerja svetovnih cen surovin (v britanskih funtih na tono, marec 2003), uporabljenih v proizvodnji WPC, so podana v tabeli. 4.1
Ta tabela dobro ponazarja ekonomsko bistvo zanimanja za problematiko proizvodnje lesno-polimernih kompozitov ter objektivne trende v razvoju in izboljšavah tehnologije njihove proizvodnje. Upoštevati je treba, da so trenutne cene baznih smol na svetovnem trgu močno odvisne od cen nafte in so podvržene velikim nihanjem.
Pri izdelavi lesno-polimernih kompozitov se uporabljajo naslednje vrste dodatkov – modifikatorjev: veziva, maziva, protimikrobni dodatki, antioksidanti, penila, pigmenti, zaviralci ognja, modifikatorji proti udarcem, stabilizatorji svetlobe, stabilizatorji temperature itd.
Ti dodatki se uporabljajo pri ekstrudiranju in litju klasičnih polnjenih in nepolnjenih plastičnih profilov in za približno enake namene, le da se njihovo razmerje v kombinaciji z lesom nekoliko spremeni. To velja predvsem za veziva, maziva, in po potrebi na modifikatorje, odporne na udarce. Dopolnila se dobavljajo posamično ali v obliki kompleksov (kot multivitamini - vse v eni granuli).
Les, za razliko od mineralnih polnil za plastiko, nima zelo visokega oprijema na osnovne smole, zlasti na poliolefine. To je mogoče razložiti zelo kompleksna oblika površine njegovih delcev, kar otežuje postopek vlaženja s staljenim polimerom, pa tudi njegove kemična sestava. Ta okoliščina postavlja povečane zahteve pri izbiri dodatkov in oblikovanju ekstruderja. Na spodnjih fotografijah sta 2 vzorca mešanice les-polimer (elektronski mikroskop, 200x povečava, razmerje 60% polipropilen, 40% lesna moka).
Na levi fotografiji so jasno vidne številne praznine, ki niso zapolnjene s polimerom. Na desnem vzorcu je struktura materiala trdna. To je tisto, zaradi česar je material kompozit, v katerem delujeta tako polimerna matrica kot les. Izboljšanje strukture je zagotovljeno z vključitvijo posebnega veziva v material, ki zagotavlja dobro povezavo med delci lesa in smolo.
Shematsko značilne napake v kompozitni strukturi so prikazane na spodnjih dveh slikah.
V levem diagramu so modro poudarjene posamezne praznine, nezapolnjene s smolo. Desni diagram prikazuje nastanek aglomeratov, sestavljenih iz več lesnih delcev, ki niso zlepljeni drug z drugim. Prisotnost takšnih napak, zlasti na površini izdelkov, vodi do zmanjšanja trdnosti in trajnosti materiala.
Specifične formulacije lesno-polimernih kompozitov se razvijajo glede na dane izdelke, uporabljene osnovne smole in tehnološke postopke. Pogosto so poslovna skrivnost proizvajalca določenega izdelka ali predmet licence dobavitelja tehnologije ali opreme.
Pomembna smer pri razvoju sodobnih formulacij ekstrudiranih WPC je iskanje uporabe naravnega, tj. biološki polimeri. Uspešen dosežek Na tem področju se je začela uporaba škrobnih snovi, na primer koruzne moke (materiali, kot je Fasal - Fasalex). Aktivno se izvajajo raziskave o uporabi lignina (odpadki iz proizvodnje celuloze), odpadki iz usnjarske, mesne in mlečne industrije itd. Obstajajo informacije o raziskavah ruskih strokovnjakov o možnosti uporabe borove smole - oljne smole kot ene od komponent ekstrudiranih WPC.
Videz lesno-polimernih kompozitov.
V svoji naravni obliki je WPC z visoko vsebnostjo lesa najbolj podoben MDF in/ali trdnim vlaknenim ploščam, glej sliko 3. Lahko ga barvamo v razsutem stanju ali ga obdelamo z običajnimi barvami in emajli ali prekrijemo s sintetičnimi filmi ali naravnim furnirjem. Kompozit je topel na dotik, včasih rahlo masten.
Slika 3. Sekcije WPC profilov Obstaja tehnologija za prevleko WPC s tanko prednjo plastjo plastike ali celo z več plastikami neposredno med postopkom ekstrudiranja v ekstruderju. Ta tehnologija, ki se pogosto uporablja v industriji plastike, se imenuje koekstrudiranje ali koekstrudiranje.
Če pa so bili pri izdelavi spojine uporabljeni lesni delci velikih frakcij, bo površina izdelka bližja velikosti. videz na površino iverne plošče. Takšne profile proizvaja na primer nizozemsko podjetje Tech-Wood.
Termoplastični WPC imajo rahel vonj po lesu (žagovini).
Fizikalne in mehanske lastnosti kompozitov
Gostota ekstruzijskih kompozitov je lahko v območju 1000 - 1400 kg/m3. Gostoto izdelkov lahko zmanjšamo z uporabo posebnih penilnih sredstev na 700-900 kg/m3, vendar lahko penimo samo polimerno matrico.
Opombe:
- Gostota kompozita je odvisna od gostote uporabljene osnovne smole in uporabljenih dodatkov ter njihove količine in gostote lesnih delcev. Med mešanjem in ekstrudiranjem pod vplivom visok pritisk in temperaturo se lesni delci zbijejo - do vrednosti 1400 kg/m3, t.j. doseganje prave gostote lesa, brez por in drugih praznin.
- Prava gostota lesa je praktično neodvisna od njegove vrste.
- Preučuje se uporaba votlih mikropolnil (plastičnih in steklenih mikrosfer) v WPC.
Lastnosti trdnosti WPC so v veliki meri odvisne od vrste osnovne smole, glej tabelo. 2.
Vendar z nadzorom sestave kompozita in tehnološki proces njegovo trdnost in druge lastnosti je mogoče bistveno izboljšati.
Oglejmo si lastnosti WPC na primeru treh posebnih modifikacij, proizvedenih pod blagovno znamko Fasal, ki jih je razvilo avstrijsko podjetje Austel Research and Development GmbH z uporabo polipropilena kot osnovne smole in prodaja Fasalex, Avstrija, glej tabelo. 3.
| Lastnosti | Dimenzija | Fasal F134 | Fasal F 386 | Fasal F 465 |
|---|---|---|---|---|
| Gostota | kg/dm 3 | 1,4 | 1,35 | 1,2 |
| Končna trdnost (začasna trdnost) | MPa | 25 | 17 | 23 |
| Natezni modul elastičnosti (mod. Young) | GPa | 8 | 4 | 5,1 |
| Odpornost na upogibanje | MPa | 41 | 30 | 52 |
| Upogibni modul | GPa | 5,8 | 3,8 | 5 |
| Natezni raztezek | % | 0,5 | 0,6 | 1 |
| Charpy udarna trdnost | KJ/m2 | 3,2 | 3,3 | 4 |
| Obdobje biološke razgradnje | tedne | mesecih | nerazgradljivo | |
| Zmanjšanje upogibne odpornosti v vodi pri 23 stopinjah C: | ||||
| - po 30 min. odlomki | % | 65 | 14 | 0 |
| - po 120 min. odlomki | % | 90 | 35 | 0 |
Sestava, ki jo ponuja Strandex, ZDA, uporablja polietilen in njegove odpadke kot osnovno smolo. Trdi les in mehki les veljajo za sprejemljive, kot tudi druga celulozna vlakna, kot so slama, lan, riževe luščine, luščine arašidov, bambus, kenaf itd. Velikost delcev 425 mikronov (40 mesh) ali manj. Dovoljena je velika vsebnost manjših delcev (200 mesh in drobnejših), vključno z brusnim prahom. Gostota kompozita je 0,98 - 1,2 kg/dm3. Kompozit in tehnologija sta patentirana in se prodajata pod licenco skupaj z matricami. Cena ene kocke je več kot 20.000 ameriških dolarjev, cena licence (po nekaterih virih) je več kot 1 milijon dolarjev.
Resen problem pa je uporaba odpadnih ivernih plošč in MDF. Povezan je s sublimacijo hlapov formaldehida iz fenolnih smol, ki jih vsebujejo te plošče.
Opomba. Čeprav je trdnost termoplastičnih WPC pri testiranju na ravni naravnih lesnih materialov, je njihova dejanska delovna trdnost v mnogih primerih bistveno višja, saj Izdelki iz WPC nimajo naravnih napak, značilnih za les (grče, razpoke, zvitki itd.), ne spreminjajo svoje trdnosti z naraščajočo vlažnostjo in jih ne prizadenejo glive in bakterije.
Na začetku razvoja proizvodnje WPC so si tehnologi prizadevali zagotoviti največjo biološko stabilnost izdelkov. In ta problem je bil rešen, zlasti številni proizvajalci WPC zagotavljajo garancije za 10, 25 in 50 let delovanja na prostem za končne izdelke, tj. večina visoka stabilnost do vlage, svetlobe, gliv in žuželk brez posebna zaščita. Večina proizvedenega WPC lahko absorbira majhno količino (0,1 - 4%) vlage, ne da bi pri tem izgubila svojo obliko in trdnost ter po sušenju povrne svoje prejšnje lastnosti.
Nova smer v proizvodnji WPC je ustvarjanje formulacij za enostavno recikliran biorazgradljiv WPC z zmanjšano biostabilnostjo. Ponuja jih na primer podjetje Fasalex – kot vseskozi okolju prijazne življenjski cikel(zgornja sestava Fasal F 134 in F 386).
Treba je opozoriti, da kljub že solidnim proizvodnim izkušnjam in številnim že izvedenim študijam na področju lesno-polimernih sestavkov še vedno obstaja ogromno neraziskane smeri. Po eni strani je to posledica neskončnih možnosti polimerne kemije, po drugi strani pa je to razloženo z mladostjo same te nove industrije.
Obdelovalnost
WPC izdelki se obdelujejo z enakimi orodji kot les. WPC je mogoče preprosto žagati, skobljati, vrtati, brusiti itd. Zelo dobro drži žeblje, sponke, vijake, glejte sl. 4.
Veliko kompozitnih formulacij je mogoče povezati. Nekatere formulacije je mogoče variti kot plastiko. Upogibanje profilnih izdelkov po segrevanju, kot so plastični profili itd., je že obvladano.
Sl. 4. Predelava lesno-polimernih kompozitov
WPC niso zelo vnetljivi, še posebej, če so narejeni na osnovi polivinilkloridne smole.
Zanimiva smer uporabe ekstrudiranega WPC je kombinirana uporaba WPC profilov in valjane kovine. V tem primeru se vstavi v profilno votlino jeklena cev, trak itd. Kovina prevzame celotno ali delno obremenitev sile, profil pa opravlja dekorativne, zaščitne in druge funkcije.
Sprejete standardizirane klasifikacije termoplastičnih WPC še ni.