Pojdi na vsebino

Lesno-plastični kompozit

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Lesno plastični kompozit

Lesno-plastični kompoziti (WPC) so kompozitni materiali iz lesnih vlaken / lesne moke in termoplastov, kot so polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinilklorid (PVC) ali polimlečna kislina (PLA).

Poleg lesnih vlaken in plastike lahko WPC vsebujejo tudi druga lignocelulozna in/ali anorganska polnila. WPC so podmnožica večje kategorije materialov, imenovanih plastični kompoziti iz naravnih vlaken (NFPC), ki ne smejo vsebovati polnil iz celuloznih vlaken, kot so celulozna vlakna, lupine arašidov, kavna lupina, bambus, slama, digestat itd.

Kemični dodatki omogočajo integracijo polimera in lesne moke (prah) ter hkrati omogočajo optimalne pogoje obdelave.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Podjetje, ki je izumilo in patentiralo postopek za ustvarjanje WPC, je bilo Covema iz Milana leta 1960, ki sta ga ustanovila brata Terragni ( Dino in Marco ). Covema imenuje WPC pod blagovno znamko Plastic-Wood. [1] [2] Po nekaj letih od izuma Plastic-Wood je podjetje Icma San Giorgio patentiralo prvi postopek za dodajanje lesnih vlaken / lesne moke termoplasti (WPC). [3]

Uporabe[uredi | uredi kodo]

WPC-ji, včasih znani tudi kot kompozitni les, so še vedno novi materiali glede na dolgo zgodovino naravnega lesa kot gradbenega materiala. Najbolj razširjena uporaba WPC-jev v Severni Ameriki je na zunanjih krovnih tleh, vendar se uporabljajo tudi za ograje, ograje, les za urejanje okolice, obloge in obloge, parkovne klopi, letve in obloge, montažne hiše pod blagovno znamko Woodpecker WPC., [4] okenski in vratni okvirji ter notranje pohištvo . [5] WPC so bili prvič predstavljeni na trgu talnih oblog v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Proizvajalci [6] [7] [8] [9] [10] trdijo, da je WPC bolj okolju prijazen in zahteva manj vzdrževanja kot alternative masivnega lesa, obdelanega z zaščitnimi sredstvi, ali masivnega lesa vrst, odpornih proti gnitju. Te materiale je mogoče oblikovati z ali brez detajlov simuliranih lesnih vlaken. [11]

Proizvodnja[uredi | uredi kodo]

Prva ekstruzijska linija za proizvodnjo plastičnega lesa, proizvajalca Covema

WPC se proizvajajo s temeljitim mešanjem mletih lesnih delcev in segrete termoplastične smole. Najpogostejši način izdelave je ekstrudiranje materiala v želeno obliko, uporablja pa se tudi brizganje . WPC so lahko izdelani iz neobdelanih ali recikliranih termoplastov, vključno s polietilenom visoke gostote (HDPE), polietilenom nizke gostote (LDPE), polivinilkloridom (PVC), polipropilenom (PP), akrilonitril butadien stirenom (ABS), polistirenom (PS), in polimlečne kisline (PLA). WPC na osnovi PE so daleč najpogostejši. Dodatki, kot so barvila, sredstva za spajanje, UV stabilizatorji, sredstva za razpenjanje, sredstva za penjenje in maziva, pomagajo prilagoditi končni izdelek ciljnemu področju uporabe. Ekstrudirani WPC so oblikovani v polne in votle profile. Proizvaja se tudi veliko različnih brizganih delov, od avtomobilskih vratnih plošč do pokrovov za mobilne telefone.

V nekaterih proizvodnih obratih se sestavine združijo in predelajo v ekstruderju za peletiranje, ki proizvaja pelete iz novega materiala. Pelete nato ponovno stopimo in oblikujemo v končno obliko. Drugi proizvajalci dokončajo končni del v enem samem koraku mešanja in iztiskanja. [12]

Zaradi dodajanja organskega materiala se WPC-ji med ekstruzijo in brizganjem običajno obdelujejo pri veliko nižjih temperaturah kot običajna plastika. WPC se običajno obdelujejo pri temperaturah okoli 28 °C (50 °F) nižji od enakega, na primer nepolnjenega materiala. Večina bo začela goreti pri temperaturah okoli 204 °C (400 °F) . [13] Obdelava WPC-jev pri previsokih temperaturah poveča tveganje za striženje ali opekline in razbarvanje, ki je posledica potiskanja prevročega materiala skozi premajhna vrata med brizganjem. Razmerje med lesom in plastiko v kompozitu bo na koncu določilo indeks tečenja taline (MFI) WPC, pri čemer večje količine lesa običajno vodijo do nižjega MFI.

Lesno-plastični kompozit je vrsta inženirskega lesa .

Prednosti in slabosti[uredi | uredi kodo]

Kompozitna talne obloge Trex

WPC ne korodira in je zelo odporen proti gnitju, gnitju in napadom morskega vrtalnika, čeprav absorbira vodo v lesna vlakna, vdelana v material. [14] Absorpcija vode je bolj izrazita pri WFC s hidrofilno matriko, kot je PLA, in vodi tudi do zmanjšane mehanske togosti in trdnosti. [15] Mehansko delovanje v mokrem okolju je mogoče izboljšati z acetilacijo . [16] WPC so dobro obdelovalni in jih je mogoče oblikovati z običajnimi orodji za obdelavo lesa. WPC se pogosto štejejo za trajnosten material, saj jih je mogoče izdelati iz reciklirane plastike in odpadkov lesne industrije . Čeprav ti materiali nadaljujejo življenjsko dobo uporabljenih in zavrženih materialov, imajo svojo precejšnjo razpolovno dobo; zaradi dodanih polimerov in lepil je WPC težko ponovno reciklirati po uporabi. [17] Lahko pa jih je enostavno reciklirati v novem WPC, podobno kot beton. Ena od prednosti pred lesom je zmožnost oblikovanja materiala, da doseže skoraj vsako želeno obliko. WPC člen je mogoče upogniti in pritrditi, da tvori močne ločne krivulje. Druga pomembna prodajna točka teh materialov je pomanjkanje barve. Izdelujejo se v različnih barvah, vendar so na voljo v sivih in zemeljskih tonih. Kljub do 70-odstotni vsebnosti celuloze (čeprav je pogosteje 50/50) je mehansko obnašanje WPC najbolj podobno čistim polimerom. Čisti polimeri se polimerizirajo brez dodanih topil. [18] [19] To pomeni, da imajo WPC nižjo trdnost in togost kot les ter se obnašajo odvisno od časa in temperature. [20] Lesni delci so dovzetni za napad gliv, čeprav ne toliko kot masivni les, polimerna komponenta pa je občutljiva na UV razgradnjo. [21] Možno je, da se moč in togost zmanjšata s cikli zamrzovanja in odmrzovanja, čeprav na tem področju še vedno potekajo testiranja. Nekatere formulacije WPC so občutljive na obarvanje z različnimi sredstvi.

Stenske obloge[uredi | uredi kodo]

WPC stenske obloge za zunanjo uporabo so plošče, narejene iz lesno-plastičnega kompozita (WPC), ki so namenjene za oblaganje zunanjih površin. WPC stenski oblogi združujejo prednosti naravnega lesa in trajnosti termoplastičnih materialov, kar omogoča estetsko privlačne in trajne zunanje obloge.

Te obloge so sestavljeni iz lesnih vlaken/lesnega drobljenca in termoplastičnih smol, kot so polietilen (PE), polipropilen (PP) ali polivinilklorid (PVC). Lesna vlakna zagotavljajo naraven videz in toplino, medtem ko termoplastični materiali omogočajo odpornost proti vremenskim vplivom, gnilobi in škodljivcem.

WPC stenske obloge so trpežni, lahki, enostavne za namestitev in zahtevajo malo vzdrževanja. So tudi okolju prijazna izbira, saj vsebujejo reciklirane lesne materiale in se lahko reciklirajo po koncu življenjske dobe.

Zahvaljujoč svoji vsestranskosti in estetski privlačnosti so WPC stenske obloge za zunanjo uporabo priljubljeni za različne aplikacije, kot so oblaganje fasad, ograj, vrtne ute, teras in drugih zunanjih površin.

Težave[uredi | uredi kodo]

Okoljski vpliv[uredi | uredi kodo]

Na vpliv WPC na okolje neposredno vpliva razmerje med obnovljivimi in neobnovljivimi materiali. Običajno uporabljeni polimeri na osnovi nafte imajo negativen vpliv na okolje, ker so odvisni od neobnovljivih surovin in nebiološke razgradljivosti plastike.[22]

Nevarnosti požara[uredi | uredi kodo]

Vrste plastike, ki se običajno uporabljajo v formulacijah WPC, imajo večjo požarno nevarnost kot sam les, saj ima plastika višjo vsebnost kemične toplote in se lahko stopi. Vključitev plastike kot dela kompozita povzroči večjo nevarnost požara pri WPC v primerjavi z lesom. Nekateri uradniki za kodeks so vedno bolj zaskrbljeni zaradi požarne učinkovitosti WPC. [23] [24]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. Official website of Agripak
  2. Plastics World, Volume 28,Parte 2
  3. »Official Website of ICMA«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 28. maja 2022. Pridobljeno 19. maja 2023.
  4. »WPC Social Housing«. www.woodpecker.com.co.
  5. Clemons, C. (2002) "Wood-plastic Composites in the United States: The interfacing of two Industries" Forest Products Journal 52(6)
  6. »Buzhoushan WPC Doors – Wood Plastic Composite Hollow Door / Assembled Door Manufacturer from China«. www.thewpcdoor.com. Pridobljeno 8. februarja 2017.
  7. »PRODUCERS: Decking, Railing, & Fencing«. www.wpcinfo.org. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 7. maja 2017. Pridobljeno 8. februarja 2017.
  8. »JELU is a manufacturer of wpc - wood plastic composite«. JELUPLAST. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 11. februarja 2017. Pridobljeno 8. februarja 2017.
  9. »China's wpc profile making machine Manufacturer & Supplier«. www.abelplas.com. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 13. marca 2018. Pridobljeno 8. februarja 2017.
  10. »Connect with 756 Wood Plastic Composite Manufacturers - Global Sources«. www.globalsources.com. Pridobljeno 8. februarja 2017.
  11. »Introduction of WPC Wood Plastic Composite Products«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 10. marca 2014. Pridobljeno 19. maja 2023.
  12. »Wood-Plastic Composites production requires high formulation quality the feeding system«. ktron.com.
  13. »Wood-Plastic Composites – Green Dot Bioplastics«.
  14. Stark, N. (2001) “Influence of Moisture Absorption on Mechanical Properties of Wood Flour-Polypropylene Composites.” Journal of Thermoplastic Composite Materials 14
  15. Joffre, Thomas; Segerholm, Kristoffer; Persson, Cecilia; Bardage, Stig L.; Luengo Hendriks, Cris L.; Isaksson, Per (Januar 2017). »Characterization of interfacial stress transfer ability in acetylation-treated wood fibre composites using X-ray microtomography«. Industrial Crops and Products. 95: 43–49. doi:10.1016/j.indcrop.2016.10.009. ISSN 0926-6690.
  16. Larsson, P.; Simonson, R. (1. april 1994). »A study of strength, hardness and deformation of acetylated Scandinavian softwoods«. Holz Als Roh- und Werkstoff. 52 (2): 83–86. doi:10.1007/BF02615470. ISSN 0018-3768.
  17. Gibson, Scott (2008). “Synthetic Decking” . Remodeling Magazine.
  18. »What are Ultra Polymers?«. Solvay. 2014. Pridobljeno 17. aprila 2014.
  19. Carraher, Charles (2014). Carraher's polymer chemistry. Boca Raton: Taylor & Francis. str. 232. ISBN 978-1-4665-5203-6.
  20. Hamel, S. (2011) Modeling the Time-dependent Flexural Response of Wood-plastic Composite Materials Dissertation, University of Wisconsin–Madison
  21. Morrell, J et al.(2006) “Durability of wood-plastic composites.” Wood Design Focus 16(3)
  22. Kutnar, A.; Muthu, S.S., ur. (2016). »Wood-Plastic Composites—Performance and Environmental Impacts« (PDF). Environmental Impacts of Traditional and Innovative Forest-based Bioproducts, Environmental Footprints and Eco-design of Products and Processes. Environmental Footprints and Eco-design of Products and Processes. str. 19–43. doi:10.1007/978-981-10-0655-5_2. ISBN 978-981-10-0653-1. Arhivirano iz prvotnega spletišča (PDF) dne 19. maja 2023. Pridobljeno 19. maja 2023.
  23. Washington State University Wood Plastic Composites Information Center, "Fire Issues in Engineered Wood Composites for Naval Waterfront Facilities" Arhivirano 2013-10-27 na Wayback Machine., 46th International SAMPE Symposium and Exhibition, Long Beach, California, May 2001.
  24. Environmental News Network, "California Fire Codes Put Focus on Plastic Decking Concerns". 5 Nov 2007.