Rohstoffauswahl und technologische Entwicklung der Holzkunststoffproduktion

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Die Ära der Verwendung von "künstlichem Holz" aus Holz- und Kunststoffabfällen ist angebrochen, und Holz-Kunststoffplatten sind ein solcher neuer Verbundwerkstoff, der die Vorteile von Holz und Kunststoff vereint. Der Name der Holz-Kunststoff-Platte selbst zeigt, dass es sich um einen Verbundwerkstoff mit einer breiten Palette von Rohstoffen handelt, die von Polypropylen über polymere Werkstoffe, Holzmehl und Leinen bis hin zu Zusatzstoffen reichen. Das Aufkommen von Holz-Kunststoff-Platten hat das Konzept der Pressplatten in den traditionellen Holzverarbeitungstechnologien erweitert. Komprimierte Platten haben sich von Span- und MDF-Platten zu Holz-Kunststoffplatten entwickelt.

Holz-Kunststoff-Werkstoffe haben ein sehr großes Marktpotenzial im Hinblick auf den Umwelt- und Ressourcenschutz, insbesondere im öffentlichen Raum und in der sozialen Infrastruktur. Dieses große Marktpotenzial ergibt sich aus den guten Eigenschaften der Holz-Kunststoffplatten selbst. Die guten Eigenschaften spiegeln sich vor allem in der Verwendung dieses Produkts für Zäune, Türen und Fenster im Außenbereich sowie in Ferienanlagen und Hafenanlagen wider. Zusätzlich zu den hervorragenden Eigenschaften von Holz sind Holz-Kunststoff-Verbundplatten auch korrosions- und insektenbeständig. Die breite Anwendung von Holz-Kunststoff-Platten an den Docks ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die Menschen festgestellt haben, dass reines Holz für die Korrosionsschutzbehandlung verwendet wird. Korrosionsschutzmaterialien enthalten giftige Stoffe, die sich stärker auf das Leben im Meer auswirken. Mit Holz-Kunststoffplatten werden diese Probleme gelöst. Gleichzeitig hat die Holz-Kunststoff-Platte eine höhere Festigkeit und Härte als Kunststoff. Diese Vorteile der Integration von Holz und Kunststoff gewährleisten die Anwendungsvorteile und Marktchancen von Holz-Kunststoff-Verbundplatten.

Statistiken zufolge hat die Nachfrage nach Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen allein auf dem europäischen und amerikanischen Markt 10.000 Tonnen erreicht. Darunter vor allem in den Vereinigten Staaten und Kanada, mehr als die oben genannten, vor allem in Docks und Eisenbahnen und Gebäude Türen und Fenster verwendet, während andere Bereiche sind vor allem in der industriellen und zivilen Nutzung, vor allem im Verkehrswesen wider. Es wird erwartet, dass diese Nachfrage weiterhin mit einer gewissen Geschwindigkeit zunehmen wird. In Asien konzentriert sich die Verwendung von Holz-Kunststoff-Verbundplatten auf Länder mit relativ entwickelten Volkswirtschaften, insbesondere auf Japan, wo Docks, Fußböden und Stadtmöbel in der Regel aus Holz-Kunststoff-Verbundstoffen hergestellt werden.

Als ein Land mit knappen Ressourcen und einer Hochgeschwindigkeits-Wirtschaft wird die Anwendung von Holz-Kunststoffplatten in China eine besondere Bedeutung und Rolle haben. In diesem Artikel konzentriert sich der Autor auf die Rohstoffauswahl und die technologische Entwicklungsrichtung der ausländischen Holz-Kunststoffplatten-Produktion, die für die Entwicklung der inländischen Holz-Kunststoffplatten-Produktion von Vorteil ist.

1. Auswahl der Rohstoffe

Je nach Verwendungszweck wird die Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten in der Regel in drei Typen unterteilt: hohl, massiv und strukturell. Hohlplatten können auf tragenden Böcken und am Zaun verwendet werden. Gewöhnliche Massivholz-Kunststoffplatten können für hochbelastete Installationen verwendet werden.

Die Verwendung von Holz für die Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten unterliegt ebenfalls gewissen Einschränkungen, wie z. B. Probleme mit der Temperaturbehandlung und dem Feuchtigkeitsgehalt. Im Vergleich zu anderen Trägermaterialien, wie z. B. Mineralwerkstoffen, ist der Verschleiß der verarbeiteten und behandelten Anlagen jedoch geringer. Im Vergleich zu traditionellen Holzprodukten haben Holz-Kunststoff-Platten viele Vorteile: Sie können nach Belieben gestrichen werden. Die Wasserbeständigkeit ist stark und langlebig, und die Holz-Kunststoffplatten aus recycelten Materialien können nicht einfach recycelt, gebrochen, zerbrochen und zerschlagen werden. Die umweltfreundlichen Materialien haben die gleiche Verarbeitungskapazität und den gleichen geringen Wartungsaufwand wie Holzprodukte. Der Nachteil ist, dass die Produktionskosten der fertigen Platte im Vergleich zu anderen Materialien etwa doppelt so hoch sind wie das Gewicht des Holzes, die Dichte der Holz-Kunststoffplatte beträgt 0,95-1,46 und die Dichte des Massivholzes 0,35-0,59; der Holzanteil bestimmt die Holz-Kunststoffplatte. Der Grad der Korrosionsbeständigkeit, d.h. je höher der Holzanteil, desto höher der Grad der Korrosion. Im Vergleich zur Herstellung von reinen Holzprodukten zeigen sich die Unzulänglichkeiten in folgenden Aspekten: Der Energieverbrauch ist doppelt so hoch wie der der Konstruktionsmaterialien.

Um zu gewährleisten, dass Holz-Kunststoffplatten den Anforderungen der Nutzer und Anwender entsprechen, kommt der Auswahl und Aufbereitung der Rohstoffe große Bedeutung zu. Es ist erwähnenswert, dass keine speziellen Rohstoffe für Holzkunststoffplatten vorgeschrieben sind. Die Auswahl der Rohstoffe muss sich nach der Verfügbarkeit, den wirtschaftlichen Faktoren und der Marktnachfrage nach dem Produkt richten. Das Polymer der Holz-Kunststoff-Platte kann beispielsweise Polyethylen hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen sein, und das Holz kann aus Holzmehl oder Fasern aus verschiedenen Materialien bestehen. Die Stabilität von Holz und Kunststoff ist jedoch sehr wichtig, z. B. in Bezug auf Sauberkeit, physikalische Eigenschaften und Feuchtigkeitsgehalt. Die technischen Probleme bei der Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten aus sauberen Rohstoffen und Abfallrohstoffen sind unterschiedlich, da die Leistung der Rohstoffe stark von der Art, der Art der Verarbeitung und dem Alter abhängt.

1.1 Holzauswahl

Der Holzrohstoff für die Holz-Kunststoffplatte kann Sägemehl, Holzmehl oder Holzfasern sein. Holzmehl wird durch Trocknen und Mahlen von Sägespänen hergestellt und je nach Partikelgröße in verschiedene Sorten unterteilt. Von grob bis fein ist der Feuchtigkeitsgehalt geringer. Für Holzfasern können recycelte Zellstofffasern verwendet werden.

Altholz kann auch als Rohstoff für Holz-Kunststoffplatten verwendet werden. Bei den Holzabfällen handelt es sich hauptsächlich um die postindustriellen Holzabfälle aus der Gerberei. Bei den Holzabfällen aus der sekundären Verarbeitung handelt es sich um Restholzverbrauchsabfälle, die bei der Herstellung von Möbeln sowie Türen und Fenstern im industriellen Produktionsprozess anfallen.

Bei der Auswahl von Altholz als Rohstoff für die Produktion ist es notwendig, Spezifikationen zu entwickeln und die Rohstoffe gemäß den Normen und Spezifikationen auszuwählen. In einigen Industrieländern wurde Altholz als Rohstoffquelle für die Herstellung von Holz-Kunststoffplatten ausgeschlossen und hauptsächlich auf die oben genannten Materialien zurückgegriffen. Die Sauberkeit von Holzabfällen als Rohstoff ist sehr wichtig. Wenn der Anteil von Gummi, Farbe und Furnier nicht überschritten wird, ist es im Allgemeinen akzeptabel. Das Washington Cleanup Center in den Vereinigten Staaten hat Normen für Korrosion, Metall- und Kunststoffgehalt sowie für den Schmutzgehalt von Altholz entwickelt.

1.2 Wahl des Kunststoffs

Die Auswahl und Handhabung von Kunststoffen hängt von mehreren Faktoren ab. Wenn sich das Holz bei hohen Temperaturen zersetzt, kann der Kunststoff noch bei °C verarbeitet und verwendet werden. Die in Holz-Kunststoff-Platten verwendeten Polymere sind hauptsächlich Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Alle Kunststoffe, die sich unterhalb des Abbaupunktes von Holz °C schmelzen und verarbeiten lassen, eignen sich für die Herstellung von Holzkunststoffplatten. Aus Gründen der weiteren Leistungsverbesserung und der Kostenkontrolle werden auch wiederverwertbare Harze und Rohstoffe verwendet. Entsprechend der derzeitigen Technologie zur Herstellung von Holz-Kunststoffplatten bestimmen die unterschiedlichen Anwendungen von Holz-Kunststoffplatten die Wahl der verschiedenen Kunststoffe. Für Holzkunststoffplatten für Außenanwendungen wird beispielsweise hauptsächlich Polyethylen als Rohstoff verwendet.

HDPE: Polyethylen hoher Dichte. Wird normalerweise zur Herstellung von Milchflaschen verwendet. Dieses lichtdurchlässige Material ist auf dem Markt wertvoller.

LDPE: Polyethylen niedriger Dichte. Es ist weit verbreitet und wird üblicherweise als Verpackungsfolie verwendet. Ein ausländisches Unternehmen stellt jedes Jahr einen Holz-Kunststoffplatten-Bock mit einer Abfallfolie aus Polyethylen niedriger Dichte her.

PVC: Polyethylen. Das vom Verbraucher gesammelte Polyethylen wird üblicherweise als Verpackungsmaterial für den täglichen Gebrauch und als Speiseölverpackung verwendet. Aufgrund seiner geringen Menge kann es nicht in großem Umfang zur Herstellung von Holz-Kunststoffplatten verwendet werden.

PP: Polypropylen. Einer der am weitesten verbreiteten Allzweck-Kunststoffe für Wohn- und Industriezwecke, der häufig für die Innenausstattung von Fahrzeugen und Möbeln verwendet wird. Obwohl Polypropylen der Hauptrohstoff für Holz-Kunststoffplatten ist, ist die Produktion von Holz-Kunststoffplatten aus rohem Polypropylen-Kunststoff weitaus größer als die von recyceltem Polypropylen.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen wird festgestellt, dass kleine, gleichmäßige Partikel für die Materialzufuhr, das Biegen und die Tiefenbearbeitung vorteilhafter sind. Gegenwärtig erfolgt das Recycling von Polymerkunststoffen hauptsächlich auf mechanischem Wege. Kunststoffabfälle werden in kleine Partikel und kleine Kugeln zerlegt, die bei der Herstellung neuer Produkte wiederverwendet werden. Die Reinigung von Kunststoffen ist ein wichtiger Bestandteil. Einige Kunststoffabfälle mit hohen Recyclingkosten, die sich nicht für eine weitere Verarbeitung eignen, werden in der Regel vergraben.

1.3 Anwendung von Zusatzstoffen

Als wesentlicher Bestandteil des Produktionsprozesses von Holz-Kunststoffplatten haben Zusatzstoffe unterschiedliche Auswirkungen auf die Qualität und die Anwendung der Platten. Zu diesen Zusatzstoffen gehören Zemente, Stabilisatoren, Pigmente, Schmiermittel, Fungizide und Treibmittel.

Die organische Bindung von Holzmehl und Kunststoff macht das Material hart, aber es ist viel spröder als unvermischter Kunststoff. Aufgrund der Verwendung von Schaumstoffen usw. haben Holz-Kunststoffplatten eine geringere Festigkeit und Härte sowie eine geringere Biegefestigkeit als Massivholzprodukte mit denselben Spezifikationen. Die geringe Wasseraufnahme von Holz-Kunststoffplatten gleicht diese Mängel jedoch aus, was wiederum die Korrosionsbeständigkeit von Holz-Kunststoffplatten erhöht. Die Fähigkeit, UV-Licht zu absorbieren, verringert zudem die Sonneneinstrahlung auf die Platte.

2. Entwicklungsrichtung der Technologie zur Herstellung von Holz-Kunststoffplatten

Mit der kontinuierlichen Ausweitung der Produktion und Anwendung von Holz-Kunststoff-Platten, insbesondere bei der Verwendung von recyceltem Altholz und Kunststoffabfällen als Hauptproduktionsmaterial, werden das Produktionsverfahren und die Technologie immer ausgereifter. Die derzeitige Technologie konzentriert sich auf die Herstellung von Schaumstoffplatten auf Holzbasis, hauptsächlich wegen ihres geringen Gewichts und ihres holzähnlichen Aussehens.

Um die Leistung von Holz-Kunststoffplatten zu verbessern, sollte sich die künftige Forschung auf die folgenden Aspekte konzentrieren: Wassergehalt und Trocknungsprozess, Wasserbeständigkeit und UV-Schutz sowie Farbstabilität. Beziehung zwischen Feuchtigkeitsgehalt von Holz und Kunststoff und Probleme, die zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bestehen, Brandverhalten, flüchtige organische Stoffe zu bewerten und die strukturellen Eigenschaften von Holz-Kunststoffplatten im Bauwesen zu verbessern.

Meiner Meinung nach hat das oben Gesagte immer noch einen praktischen Bezug.