Herstellungsverfahren und funktionelle Veränderung von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen

Produktionsverfahren und funktionelle Änderung von Holz-Kunststoff-Verbundstoff Materialien
Bisher werden bei der Herstellung von WPC hauptsächlich die Verfahren Strangpressen, Heißpressen und Spritzgießen eingesetzt. Der Einfluss des Verfahrens auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von extrudierten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen wurde untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass bei der Herstellung von WPC mit einem Holzmassengehalt von 50% und 70% durch die Verwendung der gleichen WPC-Komponente bessere physikalische und mechanische Eigenschaften erzielt werden können.
Durch die Verwendung von verschiedenen Faserpulvern, die durch unterschiedliche Verfahren mit PP gemischt werden, Holz-Kunststoff-Verbundstoff Werkstoffe wurden hergestellt. Es wurde festgestellt, dass die mechanischen Eigenschaften und die Feuchtigkeitsaufnahmebeständigkeit von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen, die durch Mischen und Formen hergestellt wurden, besser waren als die von laminierten, geformten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen. Japanische Wissenschaftler haben ein neues Verfahren zur Herstellung von Holzpulver aus Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen vorgeschlagen und dessen mechanische Eigenschaften untersucht.
Bei der herkömmlichen Holzpulverherstellung ist ein erheblicher Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich, um feine Partikel zu entfernen und eine einheitliche Holzpulvergröße zu erreichen. Das vorgeschlagene neue Herstellungsverfahren umfasst zunächst die Verwendung einer Scheibenmühle für die Nassmahlung, dann die Trocknung und schließlich die Verwendung einer Scheibenmühle für die Trockenmahlung, mit der auf bequeme Weise Holzpulver von einheitlicher Größe hergestellt werden kann. Die mechanischen Eigenschaften von PP-basierten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen wurden durch die Zugabe des vorbereiteten Holzpulvers erheblich verbessert.
Funktionelle Änderung
Flammhemmende und rauchunterdrückende Modifikation
Holz-Kunststoff-Verbundstoff Materialien enthalten eine große Menge an C-, H- und O-Elementen, die sehr anfällig für Dehydrierung, Karbonisierung oder Verbrennung sind, und bei der Verbrennung entsteht eine große Menge an dichtem Rauch oder giftigen Gasen. Die Verwendung von Bauteilen birgt erhebliche Brandgefahren, was ihre Anwendung in vielen Bereichen stark einschränkt. Die Modifizierung von Flammschutzmitteln und Rauchunterdrückung ist zu einem der Forschungsschwerpunkte für Holzkunststoffe geworden. Ein neues Flammschutzmittel für Holzkunststoffe, Coleman ite, wurde untersucht.
Die Flammwidrigkeit von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen wurde unter Verwendung von Bormineralien (Zinncalcit, Olivin und Gabbro) bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass Bormineralien als Ersatz für das üblicherweise verwendete Flammschutzmittel Magnesiumhydroxid verwendet werden können und die Flammhemmung von WPC verbessern. Die Forschung hat ergeben, dass die Zugabe von Flammschutzmitteln auf der Basis von Organosilizium, Ammoniumpolyphosphat und Organophosphor-Stickstoff die flammhemmende Wirkung von PE verbessern kann. Holz-Kunststoff-Verbundstoff Materialien, mit geringen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften.
Änderung der Alterungs- und Witterungsbeständigkeit
Die Alterung und Klimaschäden von WPC werden hauptsächlich durch die Auswirkungen von Feuchtigkeit, Licht und Temperatur während des Gebrauchs auf die Farbe, die physikalischen und die mechanischen Eigenschaften verursacht. Daher ist es notwendig, wirksame Zusatzstoffe oder Verarbeitungsprozesse einzusetzen, um die Auswirkungen der natürlichen Umwelt auf die Eigenschaften von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen zu kontrollieren. Die Forschung hat herausgefunden, dass sich die Oberflächenfarbe von WPC auf HDPE-Basis nach der Extraktion von Holzpulver oder der Delignifizierungsbehandlung nach einem Experiment zur beschleunigten Alterung nur wenig verändert hat.
Antibakterielle Modifikation
WPC weist eine bessere mikrobielle Resistenz auf als Holz, ist aber aufgrund seiner Kunststoffmatrix, die das Holzmaterial nicht vollständig versiegeln kann, und verschiedener organischer Zusätze auch anfällig für Schimmelpilzbefall und -schäden. Daher ist die antibakterielle Modifizierung von WPC ein Bereich, der noch untersucht werden muss. Die antibakteriellen Oberflächeneigenschaften von Holzkunststoffen, die mit antibakteriellen Polysäuren gepfropft wurden, wurden untersucht, und die Ergebnisse zeigten, dass die WPC-Oberfläche des gepfropften heteropolysauren quaternären Ammoniumsalzes eine gute antibakterielle Wirkung auf die oben genannten Bakterien hatte.
Diese Studie füllt die Lücke bei der Anwendung von Heteropolysäuren im Bereich der antibakteriellen Wirkung von Holz-Kunststoff-Materialien und eröffnet neue Wege für die Funktionalisierung von Heteropolysäuren. Wir haben untersucht, wie die antibakteriellen Eigenschaften von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen, die aus Holz- und Kunststoffabfällen hergestellt werden, verbessert werden können. Um die antibakteriellen Eigenschaften von WPC zu verbessern, wurden einzelne/binäre anorganische/organische antimikrobielle Mittel auf der Oberfläche imprägniert, und alle antimikrobiellen Mittel zeigten eine ausgezeichnete bakterizide Wirkung.
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technik ist die Nutzung der reichlich vorhandenen natürlichen Pflanzenfasern zur Verbesserung von Kunststoffen eine wichtige Forschungsrichtung für das nachhaltige Wachstum von Verbundwerkstoffen auf Polymerbasis. Daher haben Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe als eine neue Art von Verbundwerkstoff mit freundlichen Eigenschaften wie kohlenstoffarm, grün, Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung große Aufmerksamkeit auf sich gezogen.