اختيار المواد الخام وتطوير تكنولوجيا إنتاج البلاستيك الخشبي

اليوم، قرأت هذا المقال الذي كتبه شخص آخر قبل عامين. أشعر أنه لا يزال جيداً. لذا خذها وشاركها.

لقد حان عصر استخدام "الخشب الصناعي" من نفايات الخشب ومخلفات البلاستيك، والألواح الخشبية البلاستيكية هي مادة مركبة جديدة تجمع بين مزايا الخشب والبلاستيك. وقد أظهر اسم الألواح الخشبية - البلاستيكية نفسها أنها مادة مركبة تحتوي على مجموعة واسعة من المواد الخام، بدءًا من البولي بروبلين إلى المواد البوليمرية ودقيق الخشب إلى الكتان والمواد المضافة. أدى ظهور ألواح الخشب والبلاستيك إلى توسيع مفهوم الألواح المضغوطة في تقنيات معالجة الأخشاب التقليدية. وقد توسعت الألواح المضغوطة من ألواح الخشب الحبيبي وألواح MDF إلى ألواح الخشب والبلاستيك.

تتمتع مواد الخشب والبلاستيك بإمكانيات سوقية واسعة للغاية من حيث حماية البيئة والحفاظ على الموارد، خاصة في الأماكن العامة والبنية التحتية الاجتماعية. وتأتي هذه الإمكانات السوقية الواسعة من الأداء الجيد للألواح الخشبية البلاستيكية نفسها. وينعكس الأداء الجيد بشكل رئيسي في تطبيق هذا المنتج على الأسوار الخارجية والأبواب والنوافذ والمنتجعات السياحية والأرصفة. وبالإضافة إلى الخصائص الممتازة للخشب، يمكن للألواح الخشبية والبلاستيكية المركبة أن تقاوم التآكل وتآكل الحشرات. على سبيل المثال، يرجع الاستخدام الواسع النطاق للألواح الخشبية البلاستيكية على الأرصفة بشكل أساسي إلى حقيقة أن الناس وجدوا أن الخشب النقي يستخدم في المعالجة المضادة للتآكل. تحتوي المواد المضادة للتآكل على مواد سامة لها تأثير أكبر على الحياة البحرية. مع ألواح الخشب والبلاستيك، يتم حل هذه المشاكل. وفي الوقت نفسه، تتمتع ألواح الخشب والبلاستيك بقوة وصلابة أكبر من البلاستيك. تضمن هذه المزايا لدمج الخشب والبلاستيك مزايا التطبيق وآفاق السوق للألواح الخشبية البلاستيكية المركبة.

وفقًا للإحصاءات، في الأسواق الأوروبية والأمريكية وحدها، وصل الطلب في السوق على المواد المركبة المصنوعة من الخشب والبلاستيك إلى 10000 طن. من بينها، في الولايات المتحدة وكندا بشكل رئيسي، أكثر مما سبق، وتستخدم بشكل رئيسي في الأرصفة والسكك الحديدية وأبواب ونوافذ المباني، في حين أن المجالات الأخرى تنعكس بشكل رئيسي في الاستخدام الصناعي والمدني، وخاصة في مجال النقل. ومن المتوقع أن يستمر هذا الطلب في النمو بمعدل معين. في آسيا، يتركز استخدام ألواح الخشب والبلاستيك المركب في البلدان ذات الاقتصادات المتقدمة نسبيًا، خاصة في اليابان، حيث يتم عادةً بناء الأرصفة والأرضيات والأثاث الحضري من مركبات الخشب والبلاستيك.

وكدولة تعاني من نقص في الموارد واقتصاد عالي السرعة، فإن تطبيق الصين للألواح الخشبية البلاستيكية سيكون له أهمية ودور أكثر خصوصية. في هذه المقالة، يركز المؤلف على اختيار المواد الخام واتجاه تطوير التكنولوجيا لإنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية الأجنبية، وهو أمر مفيد لتطوير إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية المحلية.

1. اختيار المواد الخام

واعتمادًا على التطبيق، ينقسم إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية عادةً إلى ثلاثة أنواع: المجوفة والصلبة والهيكلية. يمكن استخدام المجوفة على سطح الركيزة الحاملة وعلى السياج. يمكن استخدام ألواح الخشب والبلاستيك الصلبة العادية في المنشآت الثقيلة.

كما أن استخدام الخشب لإنتاج ألواح الخشب والبلاستيك له بعض القيود، مثل مشاكل المعالجة الحرارية ومشاكل المحتوى الرطوبي. ومع ذلك، بالمقارنة مع الركائز الأخرى، مثل المواد المعدنية، يتم تقليل تآكل المعدات المعالجة والمعالجة. ومقارنةً بالمنتجات الخشبية التقليدية، تتمتع الألواح الخشبية البلاستيكية بالعديد من المزايا على النحو التالي: يمكن طلاؤها بشكل تعسفي حسب الحاجة. كما أن مقاومة الماء قوية ومتينة، ولا يمكن إعادة تدوير الألواح الخشبية البلاستيكية المصنوعة من المواد المعاد تدويرها وكسرها وتكسيرها وتلفها بسهولة. وتتمتع المواد الصديقة للبيئة بنفس قدرة المعالجة وأعباء الصيانة المنخفضة مثل المنتجات الخشبية. ويتمثل العيب في أنه بالمقارنة مع المواد الأخرى، فإن تكلفة إنتاج اللوح النهائي تبلغ حوالي ضعف وزن الخشب، وتبلغ كثافة لوح الخشب والبلاستيك 0.95-1.46، وكثافة الخشب الصلب 0.35-0.59؛ ويحدد محتوى الخشب اللوح الخشبي البلاستيكي. درجة مقاومة التآكل، أي كلما زاد محتوى الخشب، زادت درجة مقاومة التآكل. وبالمقارنة مع إنتاج المنتجات الخشبية الخالصة، تنعكس أوجه القصور في الجوانب التالية: استهلاك الطاقة ضعف استهلاك المواد الإنشائية.

من أجل ضمان تلبية الألواح الخشبية البلاستيكية لمعايير الاستخدام والمستخدمين، يصبح اختيار المواد الخام وإعدادها أمرًا مهمًا للغاية. وتجدر الإشارة إلى أنه لا توجد مواد خام خاصة محددة كمواد خام ضرورية للألواح الخشبية البلاستيكية. يجب تحديد اختيار المواد الخام حسب التوافر والعوامل الاقتصادية وطلب السوق على المنتج. على سبيل المثال، قد يكون بوليمر ألواح الخشب والبلاستيك من البولي إيثيلين عالي أو منخفض الكثافة أو البولي بروبيلين، وقد يكون الخشب مسحوق خشب أو ألياف من مواد مختلفة. ولكن استقرار الخشب والبلاستيك مهم للغاية، مثل النظافة والخصائص الفيزيائية ومحتوى الرطوبة. وتختلف المشاكل التقنية التي تواجه إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية من المواد الخام النظيفة والمواد الخام للنفايات عن بعضها البعض، حيث يتأثر أداء المواد الخام بشكل كبير بنوع وطريقة معالجة النفايات وعمرها.

1.1 اختيار الخشب

قد تكون المادة الخام الخشبية للوح الخشب والبلاستيك هي نشارة الخشب ودقيق الخشب وألياف الخشب. يتم تصنيع دقيق الخشب عن طريق تجفيف وطحن نشارة الخشب، وينقسم إلى درجات مختلفة وفقًا لحجم الجسيمات. من الخشن إلى الناعم، يكون محتوى الرطوبة أقل. يمكن أن تستخدم ألياف الخشب ألياف لب الخشب المعاد تدويره.

كما يمكن استخدام نفايات الخشب أيضًا كمادة خام للألواح الخشبية البلاستيكية. وتتكون نفايات الخشب بشكل رئيسي من نفايات الخشب بعد المعالجة الصناعية من المدابغ. تشير مخلفات الخشب الناتجة عن المعالجة الثانوية إلى مخلفات الخشب المستهلكة من بقايا الخشب الناتجة أثناء تصنيع الأثاث والأبواب والنوافذ في عملية الإنتاج الصناعي.

عند اختيار نفايات الخشب كمادة خام للإنتاج، من الضروري وضع المواصفات واختيار المواد الخام وفقًا للمعايير والمواصفات. وفي بعض البلدان المتقدمة، تم استبعاد نفايات الخشب الاستهلاكية كمصدر للمواد الخام لإنتاج الألواح الخشبية والبلاستيكية في بعض البلدان المتقدمة، مع الاعتماد بشكل أساسي على المواد المذكورة أعلاه. تعتبر نظافة نفايات الخشب كمواد خام مهمة جدًا. إذا لم يتم تجاوز كمية المطاط والطلاء والقشرة، فإنها مقبولة بشكل عام. وقد وضع مركز واشنطن للتنظيف في الولايات المتحدة معايير للتآكل، والمحتوى المعدني والبلاستيكي، ومحتوى الأوساخ في الخشب المستعمل.

1.2 اختيار البلاستيك

يعتمد اختيار البلاستيك والتعامل معه على عدة عوامل. عندما يتحلل الخشب في درجات حرارة عالية، يمكن معالجة البلاستيك واستخدامه في درجات حرارة عالية. البوليمرات المستخدمة في ألواح الخشب والبلاستيك هي البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين. أي بلاستيك يمكن صهره ومعالجته تحت درجة حرارة أقل من درجة تحلل الخشب المئوية مناسب لإنتاج ألواح الخشب والبلاستيك. كما يتم استخدام الراتنجات والمواد الخام القابلة لإعادة التدوير لأسباب تتعلق بزيادة تحسين الأداء والتحكم في التكلفة. ووفقًا لتكنولوجيا إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية الحالية، تحدد التطبيقات المختلفة للألواح الخشبية البلاستيكية اختيار المواد البلاستيكية المختلفة. على سبيل المثال، تستخدم الألواح الخشبية البلاستيكية للتطبيقات الخارجية بشكل أساسي البولي إيثيلين كمادة خام.

HDPE: بولي إيثيلين عالي الكثافة. يستخدم عادة لإنتاج زجاجات الحليب. هذه المادة الشفافة أكثر قيمة في السوق.

LDPE: بولي إيثيلين منخفض الكثافة. يستخدم على نطاق واسع ويشيع استخدامه كغشاء للتغليف. وتنتج شركة أجنبية كل عام لوحاً من الخشب والبلاستيك مع غشاء نفايات البولي إيثيلين منخفض الكثافة.

بولي كلوريد الفينيل: بولي إيثيلين. يشيع استخدام البولي إيثيلين الذي يتم تجميعه بشكل استهلاكي كمادة تغليف للاستخدام اليومي وتغليف زيوت الطعام. ونظراً لصغر حجمه، لا يمكن استخدامه على نطاق واسع لإنتاج ألواح الخشب والبلاستيك.

PP: بولي بروبيلين. أحد أكثر المواد البلاستيكية ذات الأغراض العامة استخداماً على نطاق واسع في الاستخدامات المعيشية والصناعية، ويستخدم على نطاق واسع في التصميمات الداخلية للسيارات والأثاث. على الرغم من أن البولي بروبلين هو المادة الخام الرئيسية للألواح الخشبية البلاستيكية، إلا أن إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية من بلاستيك البولي بروبلين الخام أكبر بكثير من إنتاج البولي بروبلين المعاد تدويره.

تحدد معالجة المواد البلاستيكية أن الجسيمات الصغيرة والموحدة أكثر فائدة لتغذية المواد وثنيها ومعالجتها بعمق. في الوقت الحاضر، تتم طريقة إعادة تدوير بلاستيك البوليمر بشكل أساسي بالوسائل الميكانيكية. يتم تكسير نفايات البلاستيك إلى جزيئات صغيرة وكرات صغيرة، والتي يتم إعادة استخدامها في إنتاج منتجات جديدة. ويُعد تنظيف البلاستيك جزءًا مهمًا. وبالنسبة لبعض نفايات البلاستيك ذات التكاليف العالية لإعادة التدوير، والتي لا تصلح لمزيد من المعالجة، فإنها تميل إلى الدفن.

1.3 استخدام المواد المضافة

وكعنصر أساسي في عملية إنتاج ألواح الخشب والبلاستيك، فإن المواد المضافة لها تأثيرات مختلفة على جودة الألواح وتطبيقها. وتشمل هذه المواد المضافة الأسمنت والمثبتات والأصباغ ومواد التشحيم ومبيدات الفطريات وعوامل النفخ.

إن الترابط العضوي بين دقيق الخشب والبلاستيك يجعل المادة صلبة، ولكنها أكثر هشاشة من البلاستيك غير المخلوط. وبسبب استخدام عوامل الإرغاء، وما إلى ذلك، فإن الألواح الخشبية البلاستيكية الخشبية لها قوة وصلابة وقوة ثني أقل من المنتجات الخشبية الصلبة بنفس المواصفات. ومع ذلك، فإن الامتصاص المنخفض للماء للألواح الخشبية البلاستيكية يعوض هذا القصور، والذي بدوره يجعل الألواح الخشبية البلاستيكية أكثر مقاومة للتآكل. كما أن قدرتها على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية تقلل من مدى تعرض الألواح لأشعة الشمس.

2. اتجاه تطوير تكنولوجيا إنتاج الألواح الخشبية والبلاستيكية

مع التوسع المستمر في إنتاج الألواح الخشبية البلاستيكية وتطبيقها، خاصةً في عملية الإنتاج والتكنولوجيا باستخدام نفايات الخشب المعاد تدويرها ونفايات البلاستيك كمواد إنتاج رئيسية، أصبحت عملية الإنتاج والتكنولوجيا أكثر نضجًا. وتركز التكنولوجيا الحالية على إنتاج الألواح الخشبية الرغوية، ويرجع ذلك أساسًا إلى خفة وزنها ومظهرها كخشب حقيقي.

من أجل تحسين أداء منتجات الألواح الخشبية والبلاستيكية، يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على الجوانب التالية: المحتوى المائي وعملية التجفيف مقاومة الماء والحماية من الأشعة فوق البنفسجية وثبات اللون. العلاقة بين محتوى الرطوبة في الخشب والبلاستيك والمشاكل الموجودة لتحسين مقاومة التآكل، وأداء الحرائق لتقييم المواد العضوية المتطايرة وتحسين الخصائص الهيكلية للألواح الخشبية البلاستيكية في البناء.

في رأيي أن ما سبق ذكره أعلاه لا يزال له مرجع عملي.