木塑復(fù)合材料是一個(gè)年輕的、充滿朝氣的產(chǎn)業(yè),其成長歷史不到50年,落戶我國10余年。經(jīng)過眾多木塑人多年來堅(jiān)持不懈的努力,特別是在木塑復(fù)合材料成功參建北京奧運(yùn)會(huì)場館后,“木塑材料”更是聲名遠(yuǎn)播,發(fā)展勢(shì)頭方興未艾。木塑業(yè)界的同仁以中國人的智慧,把這個(gè)曾經(jīng)的“舶來品”打造得風(fēng)生水起,使年輕的木塑材料制造業(yè)成為目前我國制造業(yè)中為數(shù)不多的、能夠享有與歐美發(fā)達(dá)國家制造商平等話語權(quán)的產(chǎn)業(yè)之一。
木塑材料的發(fā)展趨向
木塑復(fù)合材料起源于北美地區(qū),商業(yè)化生產(chǎn)已逾40年,大致經(jīng)歷了3個(gè)階段,即以生產(chǎn)普通木塑物流運(yùn)輸托盤為主的第一階段;以生產(chǎn)景觀建材和裝飾材料為主的第二階段和以結(jié)構(gòu)型部件及集約化成套建筑為主的第三階段。利用廉價(jià)或廢棄資源進(jìn)行產(chǎn)業(yè)開發(fā)推廣是木塑產(chǎn)業(yè)的一大特色和優(yōu)勢(shì)所在。從廣義上講,木塑復(fù)合材料實(shí)際上已成為以各種天然纖維材料或無機(jī)原料為基體,與各種不同樹脂材料復(fù)合而成的一類新型材料。它的出現(xiàn)非常有利于緩解目前資源緊缺問題,特別是對(duì)森林資源的保護(hù)。
初期的木塑復(fù)合材料一直是被當(dāng)作改性塑料的一個(gè)種類,但隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高,其制成品逐漸具備了塑料、木材、金屬等單質(zhì)材料的諸多優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)品特色逐步凸現(xiàn),逐漸成為一類自成體系的新型材料。它是目前新型生物質(zhì)復(fù)合材料家族中最具活力的一個(gè)分支,并逐漸形成了以填充聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)為主的結(jié)構(gòu)型產(chǎn)品和以填充聚氯乙烯(PVC發(fā)泡)為主的裝飾型產(chǎn)品兩大分支。從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐和用戶需求看,兩大類木塑制品的發(fā)展方向均趨向于仿木質(zhì)制品。而由于木塑復(fù)合材料很強(qiáng)的可塑性,為木塑產(chǎn)業(yè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了一條寬闊的共生途徑。
木塑復(fù)合材料的最大特性在于它同時(shí)具備了天然木材和樹脂材料兩種不同材質(zhì)的基礎(chǔ)材料的雙重優(yōu)點(diǎn),既具有與木材相似的質(zhì)感和性能(可鋸、可刨、可釘、能彎曲和粘接),克服了木材尺寸穩(wěn)定性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌等缺點(diǎn),又避免了單純樹脂材料高溫蠕變、低溫易脆等不足。譬如,合格的木塑材料48小時(shí)吸水率一般在0.5%以下,具有非常好的抗水性能。所以,優(yōu)質(zhì)的木塑材料及其制品特別適應(yīng)溫差大、多水潮濕、通風(fēng)不良的場所,如露天廣場、盥洗間、儲(chǔ)藏室等。另據(jù)木材專家測(cè)定:木材的平均含水率只要在19%以下時(shí),昆蟲就不能存活。而混有相當(dāng)部分樹脂材料,且含水率很低的木塑材料基本不具有昆蟲的培養(yǎng)基料和生活環(huán)境,所以防蛀性能也十分優(yōu)良。
木塑材料的仿木情節(jié)
據(jù)木材專家研究,天然木材制品之所以在長期以來受到人類的歡迎,最重要的因素就是木材的親和性,包括木材的舒適性、恒溫性、可加工性以及外表的自然美觀,特別適合人類的實(shí)用和審美需求。木材是人類發(fā)展過程中與人類最親近的天然材料,但是森林資源的不幸遭遇也因此而生,上個(gè)世紀(jì)我國對(duì)樹木無序的采伐和濫用,造成了對(duì)天然林木的過度破壞。根據(jù)綠色和平組織繪制的全球森林地圖顯示,目前我國未受侵?jǐn)_的原始森林僅占國內(nèi)森林總面積的2%.在我國人均森林資源僅相當(dāng)于世界人均占有量1/5的狀況下,政府制訂了嚴(yán)格的控制措施,以保證森林資源的成長和恢復(fù),以致從來以采伐森林為主業(yè)的各大森工企業(yè)舉步維艱。但我國又是一個(gè)傳統(tǒng)的木材消費(fèi)大國,目前每年國內(nèi)木材需求量約為3億立方米,按歷年來的消耗數(shù)據(jù)分析,國內(nèi)最大限度只可能提供大約2億立方米的木材,全國木材供應(yīng)缺口大概在1億立方米左右。
由木材與樹脂材料伴生而來的木塑材料或制品具有類似天然木材的一些性能,天然木材的三大優(yōu)點(diǎn)---材質(zhì)舒適、紋理自然、氣味芬芳,木塑材料均可仿成。據(jù)反映,國內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過有關(guān)機(jī)構(gòu)把木塑材料當(dāng)做天然木材予以扣留的情況,木塑材料對(duì)天然木材之以假亂真,由此可見一斑。再如以天然木材最短的一塊板---防腐性來說,木材的懼水、怕潮、易霉、蟲蛀等問題皆因其防腐性能差而起,而木塑材料最大的一個(gè)特點(diǎn)就是抗水防潮。有木塑企業(yè)出于銷售宣傳需要,干脆做了一個(gè)碩大的玻璃魚缸,把木塑制品放在魚缸里展示。木材的另一塊短板則是韌性很強(qiáng)而剛性不足,其帶來的最大問題是尺寸穩(wěn)定性差。而木塑材料通過多組份原料的配比復(fù)合,能夠具備水浸不漲、干燥不裂、白蟻不蛀、離火即滅、經(jīng)久耐用等優(yōu)勢(shì),其工藝要求還可按照市場和用戶的需求隨時(shí)改進(jìn)。合成材料的可塑性使木塑材料具有更大的調(diào)整空間,而又能彌補(bǔ)一些單質(zhì)材料的缺陷,譬如可能改變某些天然木材制品的不足。美國林產(chǎn)工業(yè)界一開始就把木塑材料看作是用戶無需維護(hù)就能增加木材耐用性的新型材料,并且是其成為進(jìn)入市場最大的賣點(diǎn)。當(dāng)然,除了材料本身的特性外,一個(gè)更為嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)是國家環(huán)境政策的實(shí)行,以及越來越緊的木材限伐,使實(shí)木制品不得不轉(zhuǎn)而尋找新的材料替代源。而與木材具有天然親緣關(guān)系的木塑材料不能不說是最具競爭力的候選者。
木塑材料的應(yīng)用領(lǐng)域
木塑復(fù)合材料的適用范圍幾乎可以涵蓋原木、塑料、陶瓷、塑鋼、鋁合金及其它相似復(fù)合材料現(xiàn)在的使用領(lǐng)域,現(xiàn)已開始滲入建筑、家裝、家具、汽車、交通、物流、包裝、園林、市政、環(huán)保、體育,甚至軍事領(lǐng)域,輻射面和影響力正逐漸擴(kuò)大,應(yīng)用前景十分廣闊。隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)觀念的建立,以及越來越不容樂觀的資源緊缺,國內(nèi)的木塑企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到由此可能帶來的巨大商機(jī)。客觀地看,我國的天然木材資源在日益減少,而市場對(duì)木質(zhì)制品的需求量卻在與日俱增。從市場應(yīng)用的需求分析,國內(nèi)木塑企業(yè)最有可能在以下領(lǐng)域開始規(guī);卣梗
1、建筑行業(yè):包括基材、墻材、模板、地板和裝飾材系列;
2、家具行業(yè):譬如衣柜、櫥柜、桌椅、茶幾、博古架系列;
3、園林行業(yè):包括柵欄、鋪板、立柱、扶手等景觀系列;
4、物流行業(yè):主要有包裝箱、集裝箱板、各類托盤系列;
5、交通行業(yè):譬如隔欄、隔板、護(hù)墻、標(biāo)牌、枕木系列。
例如近期來有木塑企業(yè)成功地將木塑板材作為木質(zhì)復(fù)合地板的基材使用,地板行業(yè)由此窺測(cè)到另外一個(gè)廣闊的原料來源,所以十分樂意與木塑產(chǎn)業(yè)接近。而對(duì)急于擴(kuò)張、發(fā)展的木塑產(chǎn)業(yè)來講,進(jìn)入有著比較成熟市場系統(tǒng)的木質(zhì)地板行業(yè)不失為一個(gè)明智的選擇。而木地板行業(yè)也完全可以在材料上進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn),為自己拓展更大的生存空間。這一點(diǎn)上,與木地板行業(yè)同樣具有原料之痛的家具行業(yè)也在與木塑產(chǎn)業(yè)頻繁接觸,以期找到新的原材料源地。至于利用木塑材料的復(fù)合優(yōu)勢(shì),進(jìn)行一些更為復(fù)雜的材料組合實(shí)驗(yàn),則是近年來新材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。例如日本正在利用將復(fù)合材料用在新一代高速列車上,其目的是為了降低噪音,減少振動(dòng)和低能耗地保持車廂溫度。
木塑材料的共生前景
由于木塑材料具備原料多樣性、制備可塑性、應(yīng)用環(huán)保性、成本經(jīng)濟(jì)性和回收再生性等諸多優(yōu)點(diǎn),特別是能夠滿足低值原料生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的效益最大化要求,因而越來越受到關(guān)注,成為目前國家多個(gè)產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。由于木塑復(fù)合材料的可塑化和合成化特性,以及目前我們對(duì)它研究的局限,所以木塑材料應(yīng)用領(lǐng)域的開拓可以說才剛剛開始。對(duì)于木塑復(fù)合材料可能存在的一些問題,我們有信心也有能力借鑒相關(guān)科技手段,從原料加工、工藝技術(shù)和施工設(shè)計(jì)等方面逐步加以解決。可喜的是在這些方面我們已經(jīng)有相當(dāng)多的朋友,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),這些財(cái)富完全可以幫助我們?yōu)槟舅軓?fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出科學(xué)的調(diào)整。所以,木塑產(chǎn)業(yè)走出一條與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的共生途徑不會(huì)是太遙遠(yuǎn)的憧憬!
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