木塑复合板材的研究
摘要：木塑是当今具有发展潜力的新型复合板材之一。它集合了植物纤维与塑料的优点。介绍了木塑材料的原理、性质、研制、发展方向、应用前景等。木塑复合材料的出现，在一定程度上解决了部分天然纤维难以利用和木材难以回收的问题。这对木材资源严重匮乏，环境污染不断恶化的我国来说，具有重大的开发价值和社会效益。
关键词：木塑；新型复合板材；原理；性质；研制；发展方向；应用前景
1.复合板材
1.1 木塑复合板材的定义
木塑是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等低值
[1]生物质纤维为主原料，与塑料合成的一种复合材料。它同时具备植物纤维和塑料的优点。
从定义就可以看出木塑复合板材的实际价值，它不仅仅是一种新型的材料，而且还是一种环保节能无污染的材料。还解决了塑料和木材行业废弃物的在利用。环保无污染，也降低了成本。节约了木材的浪费与砍伐，减少了塑料的生产与使用，从而降低了环境的污染。对我国来说，木塑复合材料具有重大的开发价值和社会效益。
1.2 木塑复合板材的原理
木塑材料的主原料有很多种，这里就简单用竹子作主原料简单介绍一下木塑复合板材的原理。竹木质复合材料的增强材料是天然材料，基体则与树脂基复合材料完全相同。提高其性能和质量的途径之一是选择性能高的竹木质原料，并采用分级方法限定其性能的范
[2]围。根据竹子的力学性能需采用分级的方法，提高材料的均匀性。在分级竹中，竹青片的性能最佳，竹青片采用拉丝方法制成竹丝，因为竹丝不能制成预浸料，所以要用竹丝束方法。多束竹丝束经浸胶、预压制成预压料。然后经热压成型就制成竹丝板了。简易流程图如下：
1.3 稻草还可以增强水泥基复合材料
我国是农业大国，农作物非常丰富，一些废弃的农作物秸秆浪费尤其严重，稻草就是最典型的实例。然而，现在的科技研制出稻草可以增强水泥基复合材料，大大减少了成本与，充分利用了资源的在利用。农作物纤维复合材料目前主要用于工程、房屋建筑等装饰材料。大力发展该材料科取代石棉纤维、玻璃纤维、合成纤维、钢纤维等增强的复合材料。与其他材料相比，它有它优点。隔热保暖、节能轻质、成本低等。复合材料的扫描电镜照片表明，体系中细砂、粉煤灰、稻草的结合比较紧密，一定程度上形成机械互锁状态，能
[3]够观察到稻草断裂的痕迹，说明稻草与水泥粘结程度较好，起到了增强混凝土的作用。
2.复合材料的性质研究
2.1复合材料的性质结合了多种原料的性质。
木塑复合材料的性质结合了木质纤维和塑料的特点。有人就做过这样的研究，麦秸与硬化水泥的适应性研究。研究表明，（1）麦秸纤维束被分裂成更小的纤维束，且其拉伸强度和延展性得到有效的改善。（2）经NaOH溶液改性后增加了纤维与硬化水泥的接触面积和嵌胶合力，有利于麦秸纤维在硬化水泥浆体中的增强作用。经测定，复合板材的吸水率、
1抗涨缩率、抗压强度、表面硬度等抗水流失性等方面的性能都得到了最有效的改善。
2.2植物纤维增强复合板材的力学性能
植物纤维还可以增强复合板材的力学性能。提高了复合板材与普通材料的比较，是复合板材更好的走进我们的生活。取代一些成本高的、含有害物质的材料。不同的植物纤维对复合板材的力学性能都各有差异。这主要是植物纤维里含有的化学成分不同所造成。
3.复合板材的研究现状
植物纤维复合材料在很久以前就有了应用。最早是在2000年以前，就出现了用麻丝与大漆构成的漆器，一直到现在都还有使用。利用植物纤维与合成树脂进行的复合研究也有很长的历史了。最初是作为一种填充料加到塑料中。1907年。由热固性酚醛树脂与木粉合成了木塑复合材料。到由于当时科技的限制树脂多用的是酚醛树脂、不饱和聚酯。生产工艺也很简单。直到1970年，才广泛应用于商业化生产。紧接着科技的发展和社会的进步人们对复合材料性能的要求愈来愈高。人们充分利用和挖掘了复合材料的优点和特性。用各种植物纤维投入生产和使用。植物纤维的利用来源广泛、廉价、可反复利用、也可从废弃的作物中得到。植物纤维具有良好的力学性能。
4.复合板材的应用
4.1 浅谈
木塑复合材料的特性得到广大人们的喜爱，在各个行业都有应用。木塑复合材料制品兼有木材和塑料的特性。这种随着人们对环保的重视越来越受欢迎。特别是在建筑和装饰方面。例如地板、护墙板、门窗、围栏等。还有在汽车工业、包装以及运输业、家具业、体育设备等领域都有利用。在建筑方面木塑材料具有防潮、防腐蚀、防霉性能与塑料相似。而且木塑材料美观、光滑、色泽好等优点。受人们的喜爱。木塑复合材料还可以代替普通的包装材料，也可以解决我国目前面临的外贸出口产品的包装难题。在铁路方面也得到了充分的利用。可以用木塑材料制作铁路枕木，减少了对矿物的开发利用。使用木塑材料做枕木还可以起到保持枕木的弹性、减少对车辆的磨损等作用。该产品用途广泛，市场广阔，需求量大，不仅适用于城市建筑，也适用于农村建设。该产品可用做墙体材料：外墙板、内墙板、内隔断板；屋面材料：保温隔热屋面板；隔音顶板（天花板）；地面材料：与框架配套的地板、户外地板、平台、踏板、铺路板；工程施工材料：水泥浇铸用模板、免拆盒子板、建筑工程安全围板、住宅用门板；轻体住宅用材料：包口板、檐口板、结构板、窗
[7]台板以及家具、包装等在汽车工业方面，由于木粉填充聚丙烯板材的优越性能，引起了人
们的喜爱。1975年，意大利的首次采用这种材料和技术。现在世界上众多汽车商都采用这种材料。随后进入了我国。一些知名的国内汽车制造商都陆陆续续的采用了复合板材。
4.2 植物纤维空心砖
以玉米秸秆、稻草等农业剩余物为主要原料,水泥作胶结材料制成的植物纤维空心砌块取得了显著的社会效益和经济效益。水泥非木材植物纤维砌块用于房屋墙体,可保护耕地、森林等资源; 能够减少环境污染( 包括二次污染) ;具有优良的节能隔热、阻燃、防蛀、防水、无毒无味、轻质高强和抗真菌侵蚀等优良性能,在21世纪的今天人们追求的物质层次不在满足于物质表面。更注重的是物质带来的好处。无污染、环保健康已经是人们日益追求的东西了。所以植物纤维空心砖深受广大人们的喜爱。
5.木塑复合材料加工工艺
木塑复合材料成型方法有很多种。目前工业化生产中所采用的主要成型方法有：挤出成型、注射成型和热压成型。由于挤出成型加工周期短、效率高、成型工艺简单,它在工
[9]业化生产中与其它加工方法相比有着更广泛的应用。木塑复合材料性能优异，发展迅速。
在其工业化生产中,多步法挤出加工应用广泛， 但是高填充量木粉的加入，使挤出加工困难：一方面，塑料基体与木粉间的界面相容性和熔融物料的流动性差， 这使得木塑复合材
料加工过程中需要加入偶联剂和润滑剂， 同时实际应用中对产品某些性能要求的提高， 使得木塑复合材料加工过程中还要加入其它相应的助剂；另一方面， 木粉结构蓬松且常含有大量水分，加料和物料的分散混合困难，且物料容易降解。对于我国来说， 农业剩余物是一个有着巨大潜力的战略资源，尤其是稻草、麦秸等。 根据农业部1994年统计每年大约有4.19亿t， 如果我们能利用其中的5%， 则可生产人造板2100万m3， 一年可替代6300万m3的木材。由此也可大大地缓解我国的木材供需矛盾， 促进国民经济的发展。 因此稻
[9]草、麦秸人造板开发引起了国内外的重视。
6.发展方向和应用前景
近年来，木塑复合材料以其优异的性能得到越来越广泛的使用。就我个人认为建筑装饰材料发展是其一个很好的发展方向。资源的综合利用技术是 21 世纪国家重点发展的技术之一，木塑复合材料不仅可以节约大量的森林资源，资源的回收再利用，处理掉大量的废旧塑料及废弃的天然纤维，降低了不论是纯木业还纯塑料也生产的成本。节约了大自然的有限资源。使有限资源发挥无限潜能。 有利于保护和改善生态环境。在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求的双重推动下， 全国性的 “木塑热” 正在逐渐兴起。到2005 年底，全国已有木塑研发、生产和配套的单位逾150 家。同时， 我国的天然木材资源日益减少， 木质制品的市场需求量却与日俱增。 这也使得木塑复合材料的发展空间加大。随着木塑复合材料应用领域的不断扩展， 只要在发展木塑复合材料行业的过程中， 有预见
[12]性的、妥善的解决发展中出现的问题， 木塑复合材料必有广阔的发展空间。
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