X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Древесно-полимерный композит или «жидкое дерево» (WPC) - это материал, в котором древесина смешивается с мономерами, которые затем полимеризуются и соединяются с древесиной в процессе экструзии для приобретения требуемых свойств. Создали древесно-полимерный композит (ДПК) в Италии. В 1974 году концерн ICMA Сан Джиорджио получил патент на авторство этого стройматериала, для которого создана торговая марка Wood-Stock.

В состав ДПК входят три основных компонента:

Частицы измельченной древесины

Термопластичный полимер (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен).

Комплекс модификаторов – химических добавок (до 5% в составе материала)

В комбинации дерева и полимера (пластика) материал принимает наилучшие свойства: От дерева — прочность на сжатие, ударопрочность, упругость. От пластика — коррозионная устойчивость, гибкость, точность обработки[1].

Этапы производства древесно-полимерного композита

Измельчение древесины. Дерево перерабатывается на молотковых и ножевых дробилках до получения частиц размером 0,7-1,5 мм. После дробления древесина просеивается и фракционируется.

Сушка древесины проводится, если влажность сырья превышает 15%.

Дозирование и смешивание компонентов. Все составляющие ДПК соединяются в нужных пропорциях и перемешиваются между собой. Чаще всего используют такие соотношения компонентов древесная мука/полимер:

Древесная мука / полимер (70/30) . Вследствие такого соотношения декинг (плиточные модули с деревянной поверхностью) приобретает гидрофильные свойства , что уменьшает срок эксплуатации в среднеевропейском климате до 5-7 лет.

Древесная мука/полимер (40/60). При таком соотношении доска теряет эстетические свойства

Древесная мука/полимер (50/50). В данном случае достигается оптимальное соотношение, при котором отсутствуют вышеуказанные недостатки.

Прессовка и форматирование изделия. Заключительный этап, при котором формируются технические свойства ДПК [2].

Свойства ДПК

Свойства определяются количеством древесины в материале, типом используемого дерева и полимера. Отметим общие механические и физические показатели ДПК и сравним их с показателями натуральной древесины на примере лиственницы[3]:

Свойство	Дерево	ДПК
Прочность на изгиб	Около 15 МПа	До 22,9 МПа
Плотность	До 0,66 кг/дм3	1-1,5 кг/дм3
Усушка	До 1% вдоль волокон, до 8% в тангенциальном направлении, до 5% - в радиальном	Отсутствует
Стойкость к ультрафиолету	Низкая	Высокая
Твёрдость поверхности	109 единиц по Бринеллю	179 единиц по Бринеллю
Допустимый перепад температур	120° С	120° С
Допустимая min температура	-70° С	-70° С
Допустимая max температура	+50° С	+50° С
Огнестойкость	Низкая	Высокая
Влагостойкость	Высокая	Высокая (изменение в размерах при суточном нахождении в воде – 0,3%)
Стойкость к истиранию	Средняя	Высокая
Стойкость к воздействию насекомых	Низкая	Высокая
Подверженность гниению	Высокая	Низкая
Регулярный уход	Требуется	Не требуется
Экологическая безопасность	Высокая	Низкая
Цена	Около 7000 руб./м3	Около 90000 руб./м3

Стандартизация

ООО «НИЦ «ДПК», единственная в России аккредитованная организация, которая проводит системные исследования по вопросам оценки качества товаров из ДПК.Следующим этапом в направлении развития нормативной базы для последующей стандартизации нового материала является разработка «Руководства по качеству продукции из ДПК», которое может лечь в основу единого нормативного документа (стандарта или ТУ) для всех отечественных производителей данного вида продукции.

В Европе разработан и закреплён подобный стандарт. Стандарт, озаглавленный «EN 15534 Композиты из целлюлозных материалов и термопластов (обычно называемые древесно-полимерными материалами (WPC) или природными волокнистыми композитами (NFC))» содержит несколько частей, например:

DIN EN 15534-1: 2014-04 Композиты из целлюлозосодержащих материалов и термопластов (обычно называемые древесно-полимерными материалами (WPC) или природными волокнистыми композитами (NFC)). Часть 1. Метод испытания для описания формовочных соединений и изделий[4].

Древесный композит завоевал широкую популярность в промышленной сфере, строительстве и в быту:мощение открытых террас, площадок, садовых дорожек; производство сайдинга; Изготовление строительных элементов (балюстрады, дверные и оконные профили, кровля, штакетник);изготовление мебели и ее элементов;изготовление из ДПК конструкционных элементов, автомобильные детали из композитных материалов.

Заключение

На основании представленных фактов, можно сделать вывод о возможной альтернативе натуральной древесине в виде современного материала - древесно-полимерного композита (WPC) при отделочных работах (террасы, фасады и т.п.). Анализируя полученные результаты, видно явное лидерство ДПК по большинству показателей, в частности: огнестойкости, стойкости к ультрафиолету, твёрдости поверхности, неподверженности гниению и воздействию насекомых.

На сегодняшний день технология для получения ДПК в России находится в развивающимся состояний. С каждым годом спрос на продукцию из ДПК увеличивается, а также расширяется и рынок применения изделий. В российских условиях, так же как и для других стран, создание таких производств полностью оправдано как сейчас, так и в перспективе.

Список литературы:

Древесный композит: характеристика материала и применение: [Электронный ресурс] - Режимдоступа:http://strport.ru/instrumenty/drevesnyi-kompozit-kharakteristika-materiala-i-primenenie#3 -(Дата обращения 03.11.2017)

Dominik Vogt, Michael Karus, Christin Schmidt, Sven Ortmann.Wood-Plastic-Composites (WPC) Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe//Preise – Märkte – Akteurе. TechnischeEigenschaften – Anwendungsgebiete.– Hürth, nova-Institut GmbH- 2006.- стр. 9-11, 31-32, 42

Wood-Plastic-Composite[Электронный ресурс]/Wood-Plastic-Composite// Свободная Энциклопедия – Режим доступа: https://de.wikipedia.org/wiki/Wood-Plastic-Composite- (Дата обращения 03.11.2017)

Галина Пресман. Руководство по качеству ДПК[Электронный ресурс]/Галина Пресман//Руководство по качеству ДПК – Режим доступа: http://e-plastic.ru/specialistam/Руководство%20по%20качеству%20 ДПК - (Дата обращения 04.11.2017)

Код для цитирования: Скопировать