ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
Экструзия древеснополимерных композитов
Сырье: опилки, древесный порошок, топливные пеллеты (гранулы) из опила, солома, использованные пакеты Тетрапак, полиэтилен, полипро пилен, ПВХ, вторичный пластик.
Каждый знает, что древесина — это замечательный материал. К сожалению, при ее обработке образуется большое количество отходов в виде обрезков, стружек и опилок. Поэтому переработка отходов древесины так актуальна. И чем крупнее изделие или сложнее его форма, тем больше возникает отходов. Однако изделия профильной формы попрежнему изготавливаются фасонным фрезерованием из натуральной древесины, или, с недавних пор, из древесноволокнистых плит средней плотности (MDF). Существует ли альтернатива традиционной технологии? С недавних пор такая альтернатива есть. Это экструзия древеснополимерных композитов, или, как их еще называют, поливудов или древопластов.
В результате нескольких десятиле тий исследований, опытноконструктор ских и технологических работ за рубежом сравнительно недавно были созданы дре веснополимерные композиты на термо пластичном связующем (ДПКТ), другое название — поливуды или древопласты, пригодные для промышленной перера ботки. В США и Канаде организовано их крупномасштабное производство, кото рое позволяет осуществлять эффектив ную переработку отходов древесины и получать поливуды, или древопласты.
Результаты этих работ теперь означают возможность выдавливать из смеси измель ченной древесины и пластика любые формы с производительностью, свойственной плас тмассовой индустрии и свойствами матери ала, находящимися посредине между плас тмассой и деревом. Сейчас начато промыш ленное производство древопластов во всем мире и ожидается его быстрый рост.
Области применения древопластов.
До недавнего прошлого основной сферой применения древеснополимер ных композитов были космонавтика и ави ация. Сегодня повсеместно происходит осознание преимуществ этого направле ния и реализации его в самой широкой конструктивной и технологической прак тике. Сфера применения древопластов постоянно расширяется.
Промышленное и потребительское применение.
- Садовые конструкции, ландшафтный дизайн
- Поддоны, тара
- Оборудование спортивных и детских площадок
- Парковые скамьи, столы, емкости для мусора
- Кабельгоны
- Мебель и ее элементы
Конструкционные элементы
- Тротуары
- Пирсы
- Морские сваи, переборки
- Перила
Строительные элементы.
- Настилы
- Балюстрады
- Оконные и дверные профили
- Сайдинги и аксессуары
- Штакетник
- Кровля
- Опалубка для бетонных работ
Классификация древопластов
По внешнему виду древопласт с высоким содержанием древесины более всего напоминает MDF или твердую ДВП, а с малым ее количеством — пластмассу. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном.
По физическим и механическим свойствам поливуд или древопласт также зани мает промежуточное положение между деревом и пластмассой. Многие композиции древопластов обладают исключи тельной стойкостью к неблагоприятным воздействиям внешней среды — ультра фиолетовому излучению, влаге, воде, минеральным растворам, устойчивы к атакам микроорганизмов и насекомых.
Плотность [кг/дм 3] 1,0 — 1,4
Временное сопротивление [MPa] 15 — 50
Модуль упругости при растяжении [GPa] 4 — 8
Сопротивление изгибу [MPa] 25 — 60
Модуль упругости при изгибе [GPa] 3 — 6
Относительное удлинение при растяжении [%] 0,5 — 1
Ударная вязкость по Charp [KJ/m2] 3 — 4
Некоторые фирмыизготовители древопластов предоставляют гарантии на 1050 лет эксплуатации готовых изде лий на улице, без специальной защиты. Большинство производимых древоплас тов могут принимать в себя небольшое количество (0,14 %) влаги, не теряя при этом формы и прочности, и восстанав ливать прежние свойства при высыхании без коробления. В отличие от металло конструкций древопласты не ржавеют.
Древопласты обрабатываются теми же инструментами, что и древесина. Легко пилятся, строгаются, сверлятся, и т. п. Хорошо удерживают гвозди, скобы, шурупы. Многие поддаются склеиванию обычными клеями для дерева. Некоторые древесно полимерные композиты можно сваривать подобно пластмассе. Есть возможность и гнутья в подогретом виде. Профили из них могут эффективно комбинироваться с металлическими или стеклопластиковыми профилями (полосами, трубами, уголками, таврами и т. п.) для создания очень прочных и жестких конструкций. Одна из важных особенностей — возможность экструзии пустотных профилей, пористых изделий, уменьшающая удельный вес профиля и снижающая материалоемкость.
Древопласты пригодны к повторно му использованию в тех же процессах. Материал не теряет своих свойств в тече ние 34 циклов переработки.
Отчетливо видны и экологические преимущества новой технологии. Древопласты не содержат никаких фенол формальдегидных смол. Они абсолютно экологически безопасны. Древопласты являются биоразлагаемыми полимерами.
Технология.
Процесс производства древесно полимерных композитов строится по сле дующей схеме:
- измельчение древесины
- сушка измельченной древесины (при необходимости)
- дозирование компонентов
- смешивание компонентов, грануляция
- экструзия
- торцовка по длине и деление поширине (при необходимости), укладка.
Оборудование весьма компактно, и для его размещения не нужны боль шие площади. Такое предприятие может быть эффективным даже при небольшой мощности. Линия в целом является авто матической, ее может обслуживать один человек. При изготовлении древопластов исключительно высока производитель ность труда.
При составлении технического зада ния на проектирование линии указывает ся состав сырья, после чего формируется окончательный перечень оборудования для линии. Стоимость линий и минизаводов по производству древеснопластиковых изде лий — от 8 до 15 млн.руб. (220 000 400 000 EURO). Стоимость зависит от производи тельности линии, от выходного устройства (фильеры), вида пластика, способа охлаж дения, качества поверхности материала, от других факторов, которые указываются при разработке технического задания.
Однако для России применение этой технологии проблематично: отечественная химическая промышленность не может выпускать пластмассу с требуемыми свойствами. Ее производство во всем мире монополизировано и находится далеко от наших рубежей.
Поэтому попытки наладить такое про изводство у нас, как правило пока проваль ны. Пока что слишком высока себестои мость продукта. ?
