مواد مرکب چوب پلاستیک

مواد مرکب چوب پلاستیک  که به اختصار«WPC» نامیده می شوند، گروه جدیدی از مواد هستند که در بسیاری از کشورهای پیشرفته در حال تولید وگسترش هستند. در ساخت این مواد مرکب محدوده وسیعی از پلیمرها مثل پروپیلن، پلی اتیلن، پلی وینیل کلراید، پلی استر و… به همراه پرکننده های سلولزی شامل آرد چوب، الیاف کتان، کنف، بامبو، کاه و… مورد استفاده قرار می‌گیرند‌‌.

بدنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیک‌ها در چندین سال گذشته، افزودن الیاف و پرکننده‌های طبیعی به منظور کاهش هزینه‌ها در صنعت پلاستیک و در برخی موارد افزایش تولید، مورد توجه قرار گرفت. علاوه براین استفاده از این مواد مزایای دیگری نیز نسبت به پر کننده‌های معدنی(رس، تالک، آهک…) و الیاف مصنوعی(شیشه، کربن….) دارند که عبارتند از: قیمت پایین، دانسیته کم، قابلیت پرکنندگی زیاد، دسترسی به انواع گوناگونی از الیاف در سرتاسر جهان، قابلیت تخریب بیولوژکی در طبیعت، ضریب انبساط حرارتی کم، تجدید شوندگی، عدم سایش ماشین آلات.

با توجه به ویژگی‌های مذکور و با توجه به اینکه پرکننده های آلی وطبیعی می‌توانند تاحدود ۹۰ درصد وزن ماده مرکب را تشکیل‌ می‌دهد. از این رو با ورود الیاف و پرکننده‌های طبیعی به صنعت پلاستیک مواد مرکب چوب که شامل الیاف چوب یا دیگر مواد لیگنوسلولزی به عنوان پرکننده یا تقویت کننده و ترموپلاستیک‌ها می‌باشند، متولد شدند.

در مواد مرکب چوب پلاستیک دامنه وسیعی از پر کننده ها و تقویت کننده های سلولزی قابل استفاده می باشند که بطور کلی عبارتنداز:

– پودر و الیاف حاصل از مواد چوبی

– پودر و الیاف حاصل از بقایای محصولات ‌کشاورزی

– ضایعات حاصل از انواع کاغذ

روشهای متداول تولید چندسازه‌های چوب پلاستیک

برای تولید فراورده‌های مرکب چوب پلاستیک روش‌های بسیاری وجود دارد ولی میتوان گفت که در مقیاس گسترده و صنعتی  مهمترین روش‌های تولید عبارتند از :

– اکستروژن

– پالتروژن

– قالبگیری تزریقی

– قالبگیری صفحه‌ای

– قالبگیری فشاری

در بین این روش‌ها روش اکستروژن محبوبیت و کاربرد بیشتری دارد.

فرایند اکستروژن: متداولترین روش در ساخت فراورده های ترموپلاست در حجم بالا می‌باشد. محصولات گوناگونی در سطح جهان با این روش تولید می‌گردند، از جمله لوله‌ها و صفحات پلاستیکی، پرو فیل‌ها و پوشش کابل‌ها. در روش اکستروزن تقریبا به جز چند استثنا، می‌توان کلیه مواد ترموپلاستیکی را با مواد افزودنی، پرکننده‌ها و الیاف تقویت کننده فراوری نمود.

اکسترودر های بر دو نوع می باشند:

۱- اکسترودر تک ماردون (یک پیچ)

۲- اکسترودر دو ماردون (دو پیچ)

استفاده از روش اکستروژن به ویژه اکسترودرهای دو ماردون، متداول‌ترین روش در ساخت فراورده‌های چوب پلاستیک می‌باشد.

مواد پلاستیکی به شکل گرانول (دانه دانه) یا پودر، طی جریان آزاد از محفظه تغذیه اکسترودر که در بالای آن قرار دارد به گلویی میله‌ای مارپیچ وارد شده و از آنجا مواد به داخل اکسترودر هدایت می‌شوند. چنانچه تغذیه دقیق مواد مد نظر باشد، از تغذیه کننده‌های ثقلی (وزنی) خارجی استفاده می‌شود. ذوب مواد طی انتقال آنها در امتداد طول پیچ و عمدتا به واسطه نیروهای برشی (اصطکاک) صورت می‌گیرد. در انتهای ماردون، مواد مذاب به طور پیوسته و به شکل جریانی جامد به داخل قالب حرارت داده شده متصل به اکسترودر رانده شده و پس از گذشتن از داخل قالب، محصول نهایی شکل می‌گیرد. به همین خاطر، شکل محصول اکسترود شده در راستای طول آن ثابت است.

پلیمر‌های متدوال مورد استفاده در چوب پلاستیک

پلی اتیلن

این پلیمر بالاترین حجم تولید در جهان را دارد. دمای ذوب آن بین ۱۰۶ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد است. پلی اتیلن به نسبت نرم است و باعث می شود که میخ و پیچ کردن و بریدن تخته های چوب پلاستیک ساخته شده از آن آسان باشد. پلی اتیلن به ۳ گروه عمده طبقه بندی می شود.

۱: پلی اتیلن سبک

۲: پلی اتیلن چگالی متوسط

۳: پلی اتیلن سنگین

پلی پروپیلن

چوب پلاستیک ساخته شده از پلی‌پروپیلن سهم اندکی در بازار نسبت به چوب پلاستیک ساخته شده از پلی‌اتیلن دارد. دمای ذوب آن بین ۱۶۱ تا ۱۶۵درجه سانتیگراد است. پلی پروپیلن در چند خاصیت بر پلی اتیلن برتری دارد. سبکتر، محکمتر و سفتتر است و کمتر ساییده می شود ولی شکننده تر است و ساخت اتصال با میخ یا پیچ بر روی آن مشکل است.

پلی وینیل کلراید

سهم چوب پلاستیک ساخته شده از این پلیمر به نسبت دو پلیمر ذکر شده بسیار کمتر است. PVC سنگین‌تر از پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن است. این ماده نسبت به دو پلیمر ذکر شده ثبات حرارتی کم و شکنندگی بالایی دارد ولی مقاوم به آتش است.