Selezione delle materie prime e sviluppo tecnologico della produzione di legno e plastica

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È arrivata l'era dell'utilizzo del "legno artificiale" ricavato da scarti di legno e plastica, e i pannelli in legno-plastica sono un nuovo materiale composito che combina i vantaggi del legno e della plastica. Il nome stesso del pannello legno-plastica dimostra che si tratta di un materiale composito con un'ampia gamma di materie prime, che vanno dal polipropilene ai materiali polimerici, dalla farina di legno al lino e agli additivi. L'emergere dei pannelli in legno-plastica ha ampliato il concetto di pannelli compressi nelle tecnologie tradizionali di lavorazione del legno. I pannelli compressi sono passati dai pannelli di particelle e MDF ai pannelli in legno-plastica.

I materiali in legno-plastica hanno un potenziale di mercato molto ampio in termini di protezione dell'ambiente e conservazione delle risorse, soprattutto nei luoghi pubblici e nelle infrastrutture sociali. Questo ampio potenziale di mercato deriva dalle buone prestazioni del pannello in legno-plastica stesso. Le buone prestazioni si riflettono principalmente nell'applicazione di questo prodotto alle recinzioni esterne, alle porte e alle finestre, ai villaggi turistici e alle banchine. Oltre alle eccellenti proprietà del legno, i pannelli compositi legno-plastica possono anche resistere alla corrosione e all'erosione degli insetti. Ad esempio, l'applicazione su larga scala dei pannelli in legno-plastica sulle banchine è dovuta principalmente al fatto che si è scoperto che il legno puro viene utilizzato per il trattamento anticorrosione. I materiali anticorrosione contengono sostanze tossiche, che hanno un impatto maggiore sulla vita marina. Con i pannelli in legno-plastica questi problemi vengono risolti. Allo stesso tempo, il pannello in legno-plastica ha una maggiore resistenza e durezza rispetto alla plastica. Questi vantaggi dell'integrazione di legno e plastica garantiscono i vantaggi applicativi e le prospettive di mercato dei pannelli compositi legno-plastica.

Secondo le statistiche, nei soli mercati europei e americani la domanda di mercato di materiali compositi legno-plastica ha raggiunto le 10.000 tonnellate. Tra questi, soprattutto negli Stati Uniti e in Canada, più di quelli sopra citati, vengono utilizzati principalmente in banchine e ferrovie e nella costruzione di porte e finestre, mentre altri settori si riflettono principalmente nell'uso industriale e civile, soprattutto nei trasporti. Si prevede che questa domanda continuerà a crescere a un certo ritmo. In Asia, l'applicazione dei pannelli compositi in legno-plastica si concentra nei Paesi con economie relativamente sviluppate, soprattutto in Giappone, dove la costruzione di banchine, la pavimentazione e l'arredo urbano sono solitamente realizzati in compositi in legno-plastica.

In quanto Paese con una carenza di risorse e un'economia ad alta velocità, l'applicazione dei pannelli in legno-plastica in Cina avrà un significato e un ruolo ancora più speciali. Nell'articolo, l'autore si concentra sulla selezione delle materie prime e sulla direzione di sviluppo tecnologico della produzione straniera di pannelli in legno-plastica, che è utile per lo sviluppo della produzione nazionale di pannelli in legno-plastica.

1. Selezione delle materie prime

A seconda dell'applicazione, la produzione di pannelli in legno-plastica si divide solitamente in tre tipi: cavi, massicci e strutturali. I pannelli cavi possono essere utilizzati sulla superficie del cavalletto portante e sulla recinzione. I pannelli in legno-plastica massicci ordinari possono essere utilizzati per installazioni pesanti.

Anche l'uso del legno per la produzione di pannelli in legno-plastica presenta alcune limitazioni, come il trattamento termico e i problemi di umidità. Tuttavia, rispetto ad altri substrati, come i materiali minerali, l'usura delle attrezzature lavorate e trattate è ridotta. Rispetto ai tradizionali prodotti in legno, i pannelli in legno-plastica presentano numerosi vantaggi: possono essere verniciati a piacere. L'impermeabilità è forte e duratura, e i pannelli in legno-plastica realizzati con materiali riciclati non possono essere facilmente riciclati, rotti, spezzati e frantumati. I materiali ecologici hanno la stessa capacità di lavorazione e un basso carico di manutenzione dei prodotti in legno. Lo svantaggio è che, rispetto ad altri materiali, il costo di produzione del pannello finito è circa il doppio del peso del legno, la densità del pannello in legno-plastica è 0,95-1,46, mentre la densità del legno massiccio è 0,35-0,59; il contenuto di legno determina il pannello in legno-plastica. Il grado di resistenza alla corrosione è tanto maggiore quanto maggiore è il contenuto di legno. Rispetto alla produzione di prodotti in legno puro, le carenze si riflettono nei seguenti aspetti: il consumo energetico è doppio rispetto a quello dei materiali strutturali.

Per garantire che i pannelli in legno-plastica soddisfino gli standard di utilizzo e gli utenti, la selezione e la preparazione delle materie prime diventa molto importante. Vale la pena notare che non sono state specificate materie prime speciali come materie prime necessarie per i pannelli in legno-plastica. La scelta delle materie prime deve essere determinata dalla disponibilità, da fattori economici e dalla domanda di mercato del prodotto. Ad esempio, il polimero del pannello in legno-plastica può essere polietilene ad alta o bassa densità o polipropilene, mentre il legno può essere polvere di legno o fibra di diversi materiali. Ma la stabilità del legno e della plastica è molto importante, come la pulizia, le proprietà fisiche e il contenuto di umidità. I problemi tecnici incontrati nella produzione di pannelli in legno-plastica a partire da materie prime pulite e da materie prime di scarto saranno diversi, poiché le prestazioni delle materie prime sono fortemente influenzate dal tipo, dal modo in cui i rifiuti vengono lavorati e dall'età.

1.1 Selezione del legno

La materia prima legnosa del pannello in legno-plastica può essere segatura, farina di legno, fibra di legno. La farina di legno è ottenuta dall'essiccazione e dalla macinazione della segatura ed è suddivisa in diversi gradi in base alla dimensione delle particelle. Da grossolana a fine, il contenuto di umidità è minore. La fibra di legno può utilizzare fibre di pasta di legno riciclate.

Il legno di scarto può essere utilizzato anche come materia prima per i pannelli in legno-plastica. Il legno di scarto è costituito principalmente dai rifiuti di legno post-industriali provenienti dalla conceria. I rifiuti di legno prodotti dalla lavorazione secondaria si riferiscono ai residui di consumo del legno prodotti durante la fabbricazione di mobili e serramenti nel processo di produzione industriale.

Quando si seleziona il legno di scarto come materia prima per la produzione, è necessario sviluppare specifiche e selezionare le materie prime in base a standard e specifiche. In alcuni Paesi sviluppati, i rifiuti di legno dei consumatori sono stati esclusi come fonte di materia prima per la produzione di pannelli in legno-plastica, affidandosi principalmente ai materiali sopra citati. La pulizia del legno di scarto come materia prima è molto importante. Se la quantità di gomma, vernice e impiallacciatura non viene superata, è generalmente accettabile. Il Washington Cleanup Center negli Stati Uniti ha sviluppato degli standard per la corrosione, il contenuto di metallo e plastica e il contenuto di sporco del legno usato.

1.2 Scelta della plastica

La scelta e la gestione delle materie plastiche dipende da diversi fattori. Quando il legno si degrada ad alte temperature, la plastica può ancora essere lavorata e utilizzata a °C. I polimeri utilizzati nei pannelli in legno-plastica sono principalmente polietilene, polipropilene e polistirene. Qualsiasi plastica che possa essere fusa e lavorata al di sotto del punto di degrado del legno a °C è adatta alla produzione di pannelli in legno-plastica. Per migliorare ulteriormente le prestazioni e controllare i costi, si utilizzano anche resine e materie prime riciclabili. In base all'attuale tecnologia di produzione dei pannelli in legno-plastica, le diverse applicazioni dei pannelli in legno-plastica determinano la scelta di diversi materiali plastici. Ad esempio, i pannelli in legno-plastica per applicazioni esterne utilizzano principalmente il polietilene come materia prima.

HDPE: polietilene ad alta densità. Di solito viene utilizzato per produrre bottiglie di latte. Questo materiale traslucido è più pregiato sul mercato.

LDPE: polietilene a bassa densità. È molto diffuso e viene comunemente utilizzato come film da imballaggio. Un'azienda straniera produce ogni anno un cavalletto in legno-plastica con un film di scarto in polietilene a bassa densità.

PVC: polietilene. Il polietilene raccolto dai consumatori è comunemente utilizzato come materiale da imballaggio per uso quotidiano e per il confezionamento di olio alimentare. A causa della sua piccola quantità, non può essere utilizzato su scala per produrre pannelli in legno-plastica.

PP: polipropilene. È una delle materie plastiche generiche più diffuse per uso abitativo e industriale ed è ampiamente utilizzata per gli interni delle automobili e per i mobili. Sebbene il polipropilene sia la principale materia prima per i pannelli in legno-plastica, la produzione di pannelli in legno-plastica da plastica grezza di polipropilene è di gran lunga superiore a quella di polipropilene riciclato.

La lavorazione della plastica determina che le particelle piccole e uniformi sono più vantaggiose per l'alimentazione del materiale, la piegatura e la lavorazione profonda. Attualmente, il metodo di riciclaggio delle plastiche polimeriche avviene principalmente con mezzi meccanici. I rifiuti plastici vengono scomposti in piccole particelle e palline, che vengono riutilizzate nella produzione di nuovi prodotti. La pulizia della plastica è una parte importante. Alcuni rifiuti di plastica con alti costi di riciclaggio, che non sono adatti per un'ulteriore lavorazione, tendono a essere interrati.

1.3 Applicazione degli additivi

Come elemento essenziale nel processo di produzione dei pannelli in legno-plastica, gli additivi hanno diversi effetti sulla qualità e sull'applicazione dei pannelli. Questi additivi comprendono cementi, stabilizzatori, pigmenti, lubrificanti, fungicidi e agenti espandenti.

L'unione organica di farina di legno e plastica rende il materiale duro, ma è molto più fragile della plastica non miscelata. A causa dell'uso di agenti schiumogeni, ecc. i pannelli in legno-plastica hanno una resistenza, una durezza e una resistenza alla flessione inferiori rispetto ai prodotti in legno massiccio con le stesse specifiche. Tuttavia, il basso assorbimento d'acqua dei pannelli in legno-plastica compensa queste carenze, rendendo i pannelli in legno-plastica più resistenti alla corrosione. La capacità di assorbire i raggi UV riduce ulteriormente la misura in cui il pannello è esposto al sole.

2. Direzione di sviluppo della tecnologia di produzione dei pannelli in legno-plastica

Con la continua espansione della produzione e dell'applicazione dei pannelli in legno-plastica, soprattutto per quanto riguarda il processo produttivo e la tecnologia che utilizza rifiuti di legno riciclato e rifiuti di plastica come materiali di produzione principali, il processo produttivo e la tecnologia stanno diventando sempre più maturi. La tecnologia attuale si concentra sulla produzione di pannelli a base di legno espanso, soprattutto per la loro leggerezza e l'aspetto simile al legno vero e proprio.

Per migliorare le prestazioni dei pannelli in legno-plastica, la ricerca futura dovrebbe concentrarsi sui seguenti aspetti: contenuto d'acqua e processo di essiccazione resistenza all'acqua e protezione UV e stabilità del colore. Relazione tra il contenuto di umidità del legno e della plastica e problemi esistenti per migliorare la resistenza alla corrosione, prestazioni antincendio per valutare la materia organica volatile e migliorare le proprietà strutturali dei pannelli legno-plastica in edilizia.

A mio parere, quanto detto sopra ha ancora un riferimento pratico.