Processo di produzione e modifica funzionale dei materiali compositi legno-plastica

Processo di produzione e modifica funzionale di composito di legno e plastica materiali
Finora, la produzione di WPC utilizza principalmente le tecnologie di stampaggio per estrusione, stampaggio a caldo e stampaggio a iniezione. È stata studiata l'influenza del processo sulle proprietà fisiche e meccaniche dei materiali compositi legno-plastica estrusi. I risultati hanno mostrato che nella produzione di WPC con un contenuto di massa legnosa pari a 50% e 70%, l'utilizzo dello stesso componente WPC consente di ottenere migliori proprietà fisiche e meccaniche.
Utilizzando varie polveri di fibre miscelate con PP attraverso diversi processi, composito di legno e plastica sono stati preparati. È emerso che le proprietà meccaniche e la resistenza all'assorbimento dell'umidità dei materiali compositi legno-plastica formati tramite miscelazione e stampaggio erano migliori di quelle dei materiali compositi legno-plastica laminati e stampati. Studiosi giapponesi hanno proposto un nuovo metodo per produrre polvere di legno da materiali compositi legno-plastica e ne hanno studiato le proprietà meccaniche.
Nella produzione tradizionale di polvere di legno, è necessario un notevole dispendio di tempo e di energie per rimuovere le particelle fini al fine di ottenere una polvere di legno di dimensioni uniformi. Il nuovo processo di produzione proposto prevede prima l'utilizzo di un mulino a dischi per la macinazione a umido, poi l'essiccazione e infine l'utilizzo di un mulino a dischi per la macinazione a secco, in grado di produrre comodamente polvere di legno di dimensioni uniformi. Le proprietà meccaniche dei compositi legno-plastica a base di PP sono state notevolmente migliorate dall'aggiunta della polvere di legno preparata.
Modifica funzionale
Modifiche per ritardare la fiamma e sopprimere il fumo
composito di legno e plastica I materiali contengono una grande quantità di elementi C, H e O, che sono molto inclini alla disidratazione, alla carbonizzazione o alla combustione, e la combustione produrrà una grande quantità di fumo denso o gas tossici. L'uso di questi componenti comporta notevoli rischi per la sicurezza antincendio e limita notevolmente la loro applicazione in molti settori. La modifica del ritardante di fiamma e della soppressione dei fumi è diventata una delle priorità della ricerca sulla plastica del legno. È stato studiato un nuovo ritardante di fiamma per materiali plastici in legno, il Coleman ite.
La resistenza alla fiamma dei compositi legno-plastica è stata valutata utilizzando minerali di boro (calcite di stagno, olivina e gabbro). I risultati hanno dimostrato che i minerali di boro possono essere utilizzati in sostituzione dell'idrossido di magnesio, ritardante di fiamma comunemente utilizzato, e possono migliorare la resistenza alla fiamma dei WPC. La ricerca ha rilevato che l'aggiunta di ritardanti di fiamma a base di organosilicio, polifosfato di ammonio e organofosforo azotato può migliorare l'effetto ritardante di fiamma del PE. composito di legno e plastica materiali, con un impatto minimo sulle proprietà meccaniche.
Modifica della resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici
L'invecchiamento e i danni climatici del WPC si manifestano principalmente con gli effetti dell'umidità, della luce e della temperatura durante l'uso sul colore, sulle proprietà fisiche e sulle proprietà meccaniche. Pertanto, è necessario utilizzare additivi o trattamenti di lavorazione efficaci per controllare l'impatto dell'ambiente naturale sulle proprietà dei materiali compositi legno-plastica. La ricerca ha rilevato che, dopo l'estrazione della polvere di legno o il trattamento di delignificazione, il colore della superficie dei WPC a base di HDPE preparati è cambiato pochissimo dopo l'esperimento di invecchiamento accelerato, con un'elevata resistenza alla flessione, alla flessione statica e al modulo elastico, e una resistenza all'invecchiamento e agli agenti atmosferici significativamente migliorata.
Modifica antibatterica
Il WPC ha una migliore resistenza microbica rispetto al legno, ma a causa della matrice plastica che non è in grado di sigillare completamente il materiale legnoso e dei vari additivi organici aggiunti, è anche suscettibile alla putrefazione da muffa e all'invasione e al danneggiamento da parte di funghi. Pertanto, anche la modifica antibatterica del WPC è un'area che deve essere studiata. Sono state studiate le proprietà antibatteriche superficiali dei materiali plastici in legno innestati con agenti antibatterici poliacidi e i risultati hanno mostrato che la superficie del WPC del materiale composito con sale di ammonio quaternario eteropoliacido innestato aveva un buon effetto antibatterico sui batteri sopra citati.
Questo studio colma la lacuna nell'applicazione degli eteropoliacidi nel campo antibatterico dei materiali plastici in legno e apre nuove strade per la funzionalizzazione degli eteropoliacidi. Abbiamo studiato come migliorare le proprietà antibatteriche dei compositi legno-plastica prodotti da rifiuti di legno e plastica. Per migliorare le proprietà antibatteriche dei WPC, sono stati impregnati sulla superficie agenti antimicrobici inorganici/organici singoli/binari e tutti gli agenti antimicrobici hanno mostrato eccellenti effetti battericidi.
Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, l'utilizzo di abbondanti fibre vegetali naturali per migliorare le materie plastiche è un'importante direzione di ricerca per la crescita sostenuta dei compositi a base di polimeri. Pertanto, i compositi legno-plastica, in quanto nuovo tipo di materiale composito con caratteristiche amichevoli quali basse emissioni di carbonio, ecocompatibilità, protezione ambientale e sviluppo sostenibile, hanno attirato grande attenzione.