کامپوزیت چوب پلاستیک

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Wood plastic composite.JPG

کامپوزیت چوب پلاستیک (به انگلیسی: Wood-plastic composite) (WPC) به صفحات و الوارهایی اطلاق می شود که از پلاستیک بازیافت شده و ذرات چوب کوچک یا الیاف ساخته شده است. کامپوزیت چوب پلاستیک در مقایسه با تاریخچه بلند محصولاتی چون الوارهای طبیعی و محصولات چوبی سنتی چون تخته های خرده چوبی(particleboard) و ورقه های فیبری محصولات نسبتاً" جدیدی بحساب می آیند. این متن خلاصه برخی از مراحل اساسی ساخت، خواص فیزیکی و مکانیکی، در کاربرد های اساسی WPC می باشد. کامپوزیت چوب پلاستیک به طور گسترده در ایالات متحده استفاده می شود آنها توسط مخلوط کردن ذرات چوب به شکل پودربا پلاستیک های بازیافتی ساخته می شوند . بازار کامپوزیت چوب پلاستیک آمریکای شمالی تقریباً " به فروشی بالغ بر ۱ میلیارد دلار رسیده است. پس از افزایش ۲۰۰ ٪ فروش بین سال های ۲۰۰۱ و ۲۰۰۶، انتظار می رود که ۲۰ ٪ رشد سالانه در ۵ - ۶ سال آینده رخ دهد .با افزایش ظرفیت کامپوزیت چوب پلاستیک، محصولات جدیدی مانند چهارچوب درب ها، نرده ها و قاب پنجره ها توسعه یافته‌اند .

مراحل اصلی تولید و خواص کامپوزیت چوب پلاستیک 

به طور کلی، ساخت کامپوزیت چوب پلاستیک یک فرایند دو مرحله ای است . ترکیبی از چوب و گرمانرمی مانند پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)، پلی اتیلن چگالی کم (LDPE) و پلی وینیل کلرید (PVC) با هم مخلوط خمیر مانند یکنواختی تشکیل می دهند. این فرایند اختلاط می تواند به صورت یکجا یا توسط فرایندهای پیوسته ای انجام گیرد. علاوه برچوب اصلی با اندازه دانه ها در محدوده ۲۰ - ۶۰ مش، عوامل جفت پلاستیک ها، تثبیت کننده، عامل کف زای و یا رنگ نیز اضافه می گردند تا خواص محصول نهایی را برای کاربرد های خاص افزایش دهند. به عنوان مثال، روغن ها ظاهرسطوح کامپوزیت را بهبود می بخشند . سه روش معمول برای ساخت کامپوزیت چوب پلاستیک وجود دارد.

روش اکستروژن، که در آن کامپوزیت مذاب با نیرو از قالب عبور می کند و در شکل 1 نشان داده شده است. در مورد روش قالبگیری تزریقی، کامپوزیت مذاب به قالب سرد تزریق می گردد . یک سوم فشار مذاب بین کامپوزیت دو نیمه قالب بوجود می آید.

اکثریت کامپوزیت های چوب پلاستیک توسط فرایند اکستروژن (بیرون رانی)، که با استفاده از انواع مختلف اکستروها (بیرون آورها) همچون تک پیچ یا دو- پیچ که برای تشکیل شکل نهایی استفاده می شوند، تولید می گردند. تصاویر ۲، ۳ و ۴ نمونه هایی از محصولات چوب پلاستیک و نمودار جریان وسیر مواد در کارخانه درفرایند تولید معمول را نشان می دهند.

Wood plastic composite 2.jpg

بسیاری از خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت چوب پلاستیک به برهم کنش بین چوب و مواد گرمانرم بستگی دارد. یکی از موثرترین روش ها برای بهبود این برهم کنش از طریق عامل جفت شدن (کوپلینگ) به عنوان یک افزودنی ایجاد می گردد. به طور کلی، این مواد افزودنی به سازگاری بین چوب هیدروفیلیک که رطوبت را به راحتی جذب می کند و پلاستیک هیدروفوبیک که تمایلب به آب ندارد ، کمک می کنند و به تشکیل کامپوزیت تک فاز کمک می کنند و محصولی با ثبات فرم واندازه بهتر از چوب جامد را نتیجه می دهند.

چوب سنتی که با اعمال فشار و آرسنات مس کرومات (کاروتید) بیشتر ایجاد می شود، به دلایل بهداشتی و آلودگی محیط زیست در میان کاربران با نارضایتی رو به رشدی مواجه شده است. علاوه بر این، از دسامبر سال ۲۰۰۲، استفاده از ترکیبات چوب آرسنیکی درجاهایی که تماس مستقیم با انسان وجود دارد همانند عرشه کشتی، تجهیزات زمین بازی یا میز پیک نیک ممنوع شده است.

استفاده از کامپوزیت چوب پلاستیک، در شکل صفحات جامد وهمچنین ساختار لوله ای همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است، به عنوان یک جایگزین برای محصولات چوبی بعنوان مواد بسیار محبوب مورد استفاده است.

در جدول زیر خواص مکانیکی معمولی این کامپوزیت ها از جمله مدول الاستیسیته (MOE) و مدول گسیختگی (MOR) مشاهده می شود :

برخی از مزایا و معایب کامپوزیت چوب پلاستیک 

بزرگترین مزیت کامپوزیت چوب پلاستیک سازگاری با محیط زیست، از طریق ساخته شدن از چوب های زائد و مواد پلاستیکی بازیافتی می باشد . کامپوزیت چوب پلاستیک هزینه نگهداری کمتری در مقایسه با چوب سخت دارد . یکی از دلایل اصلی برای رشد سریع کامپوزیت چوب پلاستیک هزینه های کم آن در چرخه زندگی این کامپوزیت می باشد . به طور کلی، عرشه از جنس کامپوزیت چوب پلاستیک هزینه تولید حدود ۱۵ درصد بیشتر نسبت به عرشه از جنس چوب های تولیدی به روش اعمال فشار را دارا می باشد، اما نیاز به هزینه نگهداری پایین تری دارد . دوره بازپرداخت واقعی این کامپوزیت نسبت به چوب های تولیدی به روش اعمال فشار مورد استفاده در ساخت عرشه درحدود ۳ تا ۵ سال برآورد شده است. ثبات ابعادی عالی به همراه تنوع کمتر این کامپوزیت نیز می تواند به عنوان یکی دیگر از مزیت های اصلی محصولات چوب پلاستیک در نظر گرفته شود.

بسیاری از تحقیقات در بسیاری از کشورها بر دوام و طول عمر بالای کامپوزیت چوب پلاستیک و علاقه‌مندی زیاد در استفاده از آنها در فضاهایی باز، متمرکز شده است.

در حقیقت، کامپوزیت چوب پلاستیک در اصل به عنوان کامپوزیتی مقاوم در برابر پوسیدگی های طبیعی و همچنین مقاوم در برابر قارچها و حمله حشرات، به بازار عرضه شد. با این حال، دیده شده که کامپوزیت چوب پلاستیک جذب کننده رطوبت و در نهایت محتمل فروپاشی، اما با سرعتی بسیار کندتر از چوب جامد است. انبساط حرارتی، خزش (تغییر شکل وابسته به زمان)، چگالی بالا و رنگ آمیزی دشوار برخی از معایب کامپوزیت چوب پلاستیک می باشد.

منابع[ویرایش]