Термопластичный древесно-полимерный композит ДПК от Поливуд (Polywood) – сравнительно новый товар на российском рынке. В США применяется достаточно давно, имеет очень широкое распространение благодаря усовершенствованным практическим и эстетическим свойствам, объединившим красоту и экологичность дерева с прочностью и долговечностью пластика.
В категорию «простых» древесных композитов можно отнести ДВП, ДСП, клееную фанеру, то есть все материалы, в производстве которых древесина или ее отходы смешиваются с клеевыми составами.
В то же время жидкое дерево (оно же древотермопласт, пластиковая древесина) – это уже ДПК или ДПКТ, то есть древесно-полимерный композит термопластичный. В качестве связующего используются полимеры, а именно:
Также композитная древесина производится и в России, но из списка связующих исключили полистирол и ПВХ, как слишком дорогие материалы для массового производства – их использование в основном практикуется на зарубежных заводах для продукции премиум-класса. В российском же ДПК применяется только полиэтилен и полипропилен.
Древесно-пластиковый композит (ДПК) – это общий термин, относящийся к древесным элементам, таким как пиломатериалы, шпон, волокна или мука, из которых в сочетании с термореактивными или термопластичными полимерами создают композиционные материалы.
Вводимые в состав химические добавки минимальны, они необходимы лишь для обеспечения интеграции полимера и древесной муки (порошка) в процессе экструзии.
Первая композитная доска появилась более 30 лет назад, в Японии, когда в одной инжиниринговой компании придумали и разработали заменитель древесины, сделанный из мягких древесных отходов и переработанных полимерных смол.
Этот материал обладает внешним видом и качествами редких пород древесины. Правда, еще раньше, в 1900-х годах, был изобретен композитный материал под фирменным названием Бакелит, но состоял он из фенола формальдегида и древесной муки.
По некоторым данным, первое его коммерческое использование – это ручка переключения передач в автомобиле Роллс Ройс в 1916 году.
| Композит | Предел прочности | Нагрузки на изгиб | Деформационная теплостойкость (°C) | ||||
| Плотность (г/см3) | Прочность (МПа) | Модуль механического напряжения (ГПа) | Растяжимость (%) | Прочность (МПа) | Растяжимость (%) | ||
| ПП | 0.9 | 28.5 | 1.53 | 5.9 | 38.3 | 1.19 | 57 |
| ПП + 40% древесная мука | 1.05 | 25.4 | 3.87 | 1.9 | 44.2 | 3.03 | 89 |
| ПП + 40% древесина | 1.03 | 28.2 | 4.2 | 2.0 | 47.9 | 3.25 | 100 |
| ПП + 40% древесноеволокно + 3%связующий агент | 1.03 | 52.3 | 4.23 | 3.2 | 72.4 | 3.22 | 105 |
Выбор добавок так же влияет на качество конечного продукта, как и технологичность оборудования или сырье. При изготовлении пластиковой древесины вводятся следующие добавочные компоненты:
Несут основную функцию в композитах, используются для повышения однородности смеси разнородных и несовместимых материалов.
Отсутствие однородности может негативно повлиять на структуру ДПК, следовательно, использование аппретов улучшают его физические свойства. Кроме того, они снижают процент поглощаемой волокнами воды.
Функция стабилизаторов – предотвращение или минимизация вредных химических реакций, в результате которых происходит деформация материала.
В частности, это антиоксиданты, УФ-стабилизаторы, термостабилизаторы для ПВХ, а также другие виды, вводимые с учетом требований в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации.
Вводятся для уменьшения массы готовой продукции и улучшения поверхности.
Это добавки, предотвращающие появление и размножение микробов, питающихся органическими веществами, входящими в состав натурального волокна. Существует два основных вида микробного заражения:
Плесень на поверхности – это неэстетично и вредно для здоровья, а грибковая гниль подрывает структурную целостность композита.
Обеспечивают улучшенную влагостойкость ТДПК и ускоряют его экструзию в процессе производства.
Внутренние лубриканты влияют на вязкость компонентов, так как эти добавки совместимы со связующим агентом, по существу, смазывая его молекулы. Внешние лубриканты влияют на антипригарное и антискользящие свойства.
Придают материалу свойства огнестойкости, предотвращают распространение пожара за счет введения в состав специализированных веществ – замедлителей горения.
Именно от них зависит внешний вид древесно-пластиковых досок. Вещества придают структуре и поверхности насыщенный и стойкий оттенок.
Полимеры могут быть натурального (например, коллаген, кератин) или синтетического (например, полипропилен, полиэтилен) происхождения. Полимером называется пластик, «смешанный» с другими материалами, такими как стабилизаторы, пластификаторы и пр.
Как уже было отмечено, в основном в российском производстве ТДПК применяется полиэтилен, что объясняется его низкой стоимостью доступность вторичных источников из полиэтилена. В то время как полипропилен широко используется в Европе.
Полимеры придают жидкому дереву свойства деформационной и термической стабильности, эластичности, износоустойчивости, стойкости к механическим повреждениям – то есть все те качества, которых часто не хватает древесине для ее беспроблемного применения в условиях жесткой эксплуатации.
Композит – это сочетание двух или более материалов в любой форме и способах использования. Композитные материалы вбирают преимущества и свойства каждого компонента и часто имеют больше полезных характеристик, чем их составляющие.
Прогресс в области химических полимеров привел к созданию нового класса из древесной продукции с существенно улучшенными физико-химическими, механическими и биологическими свойствами.
Получившийся продукт напоминает натуральное дерево, а его качественные характеристики представляют собой комбинацию того, чем обладает древесина и полимерный материал, например, в случае деревянных компонентов:
И если деревянные детали легко разрушаются микроорганизмами и не отличаются пожаростойкостью, то композиты избавлены от этих изъянов.
Также среди неоспоримых достоинств древесно-пластикового композита можно выделить следующие:
Древесно-полимерный композит является более экологически чистым и требует меньше технического обслуживания, чем варианты из массива древесины, обработанной консервантами.
К сожалению, такой материал не может стоить дешево – даже несмотря на применение сравнительно недорогих компонентов производственный процесс довольно затратен.
Композитная доска, невосприимчивая к воздействию влаги и повышенной температуры по отдельности, плохо справляется в случаях, когда эти два фактора объединяются.
При отсутствии вентиляции есть некоторый риск заплесневения композитных досок. При сильной и стабильной влажности не помогут даже специальные добавки, входящие в его состав.
В зависимости от процентного состава древесины и полимеров кардинально меняются и эстетические, и технические характеристики композита. Он может варьироваться от 70/30 до 50/50.
Если преобладает древесина, то потеряется часть свойств полимеров. Соответственно, материал получится деформационно неустойчивым, восприимчивым к влаге, менее прочным, но больше похожим на настоящее дерево.
Если в составе доминируют полимеры, то доска ДПК мало чем отличается от традиционного пластика, теряют всю эстетичность и оригинальность. При этом пропадает рифленость поверхности, вследствие чего она становится совершенно гладкой, а при определенных условиях – скользкой.
Самое оптимальное соотношение – 50/50. Сохраняется вся эстетика древесины, поверхность становится шероховатой, при этом сохраняются все свойства полимеров.
Когда речь заходит об освещении, правильный выбор светильников может не только подчеркнуть интерьер, но и…
Выбирая ограждение, чаще всего сегодня в поле зрения попадают секционные ограждения из железных прутьев. Но…
Секционное ограждение высокого качества – это такой забор, который сочетает в себе наилучшие характеристики всех…
Нержавеющая сталь марки AISI 304 08Х18Н10 заслуженно пользуется широкой популярностью в различных областях промышленности и…
ДГУ 12 кВт представляют собой надежные и эффективные источники электроэнергии, которые широко используются как в…
Дожимающие поршневые компрессоры, также известные как бустеры, являются важным элементом многих промышленных процессов. Эти устройства…