كاهش قیمت، افزایش قابلیت پركنندگی و دسترسی به انواع گوناگونی از الیاف، از مهمترین مزایای استفاده از این مواد در مقایسه با پركننده های معدنی مانند رس، تالك، آهن و الیاف مصنوعی مانند شیشه و كربن است.
پیشرفت فناوری در عصر حاضر، به پیشرفت هایی بستگی دارد كه در زمینه مواد حاصل شده است. مواد كامپوزیت، نشان میدهد كه گام های بزرگی در راه تكامل مواد مهندسی برداشته شده است. اجزای تشكیل دهنده در تركیب فیزیكی، ماهیت خود را كاملاً حفظ میكنند، اما در برخی ازمواد كامپوزیت پیشرفته، برای بهبود خواص، اصلاحات جزئی سطحی در مورد مواد تشكیل دهنده اعمال می شود. ماده كامپوزیتی كه از تركیب دو یا چند ماده به دست می آید، معمولاً از یك یا چند فاز نا پیوسته و یك فاز ضعیف پیوسته، كه همان ماده زمینه است، تشكیل شده است. فاز ناپیوسته معمولاً سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است و به همین دلیل فاز تقویت كننده نیز به آن می گویند.
فاز ناپیوسته می تواند نقش پركنندگی را در تركیب ایفا كند. پركننده ها مواد بی اثری هستند كه به پلیمرها اضافه می شوند تا هزینه ساخت مواد كامپوزیت را كاهش و برخی از خواص فیزیكی مانند سفتی و سختی آنها را افزایش دهند. پلیمرهای تقویت شده با الیاف و پركننده های معدنی، مصنوعی و آلی از مهمترین مواد كامپوزیت هستند كه سالانه مقادیر بسیار زیادی از آنها در سراسر دنیا تولید می شود. مواد كامپوزیت چوب پلاستیك كه به اختصار wpc نامیده می شوند، مخلوطی از مواد لیگنوسلولوزی و پلاستیك هستند كه ظاهری شبیه چوب دارند، اما به وسیله فرایندهای تولید پلاستیك شكل میگیرند و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش، متر و سمباده زنی و ... هستند.
اگر درصد مواد لیگنوسلولوزی كمتر از 50 درصد باشد، خواص محصول بیشتر به پلاستیك نزدیك است، اما اگر درصد مواد لیگنوسلولوزی بیشتر از 50 درصدباشد، خواص محصول تولیدی به چ.ب نزدیك تر است. كامپوزیت های با تركیب های چوب پلاستیك در بسیاری از كشورهای پیشرفته به سرعت در حال تولید و گسترش هستند. در ساخت این مواد كامپوزیت محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پروپیلن، پلی اتیلن، پلی وینیل كلراید، پلی استرو و ... همراه پركننده های سلولوزی شامل آرد و الیاف چوب، كتان، كنف، بامبو، كاه، كلش و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
به دنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیك در سال های كذشته ،افزودن پركننده های طبیعی به منظور كاهش هزینه ها در صنعت پلاستیك و در برخی موارد افزایش تولید، مورد توجه قرار گرفته است. قابلیت تخریب بیولوژیكی در طبیعت، تجدیدپذیری و تولید نكردن مواد سمی پس از سوختن نیز از سایر ویژگی های مواد كامپوزیت چوب پلاستیك است.
جایگزینی مناسب
برای تولید مواد كامپوزیت چوب پلاستیك با در نظر گرفتن خلوص و كاربرد متفاوتی كه برای محصول تولیدی مطرح شده است، از روش های مختلفی استفاده می شود. با استفاده از روش پرس گرم می توان تخته هایی با ابعاد بزرگ تولید كرد و همچنین امكان استفاده از حجم بالای الیاف كه از قابلیت تجزیه بیولوژیكی برخوردارند، سازگاری آن ها را با محیط افزایش میدهد. تخته های ساخته های شده با این روش، رقیب جدی تخته های ام.دی.اف هستند، زیرا یكی از مهمترین معایب این محصولات، انتشار گاز فرمالدهید است كه با استفاده از تخته های چوب پلاستیك، این مشكل رفع خواهد شد. علاوه بر این، در ساخت تخته های چوب پلاستیك، می توان از ضایعات لیگنوسلولوزی مانند ذرات ریز حاصل از سمباده زنی استفاده كرد كه در ساخت تخته های ام دی اف قابل استفاده نیستند. با توجه به ویژگی های ماده كامپوزیت چوب پلاستیك و در نظر گرفتن اینكه پركننده های آلی و طبیعی می توانند تا حدود 80 درصد وزن ماده كامپوزیت را تشكیل دهند، تقاضا برای الیاف چوب و دیگر الیاف طبیعی به عنوان تقویت كننده و پركننده در سال2000 نسبت به سال 1999 از رشد 135 درصدی برخوردار بوده و در مقایسه با پنج سال گذشته بیشترین مقدار را داشته است. بنابراین با ورود الیاف و پركننده های طبیعی به صنعت پلاستیك، مواد كامپوزیت چوب- پلاستیك كه تركیبی از الیاف چوب یا دیگر مواد لیگنوسلولوزی به عنوان پركننده یا تقویت كننده است، تولید شده است. در واقع، ماده اولیه این ماده كامپوزیت، چوب و پلاستیك است. بزرگترین و سریع ترین رشد بازار برای ماده كامپوزیت چوب پلاستیك به استفاده از این ماده در دكوراسیون خارجی و تولید مواد ساختمانی اختصاص دارد كه حدود 70 درصد كل تولید این ماده را شامل می شود و جالب اینكه تاكنون هیچ یك از مواد ساختمانی به چنین بازار تقاضایی نرسیده است.
بازیافت ضایعات
در مواد كامپوزیت چوب پلاستیك، دامنه وسیعی از پركننده ها و تقویت كننده های سلولوزی شامل پودر و الیاف حاصل از مواد چربی و بقایای محصولات كشاورزی و همچنین ضایعات حاصل از انواع كاغذ قابل استفاده است. ویژگی های مواد چوب پلاستیك ارتباط مستقیمی با ساختار آنها دارد. در این مواد، پلاستیك به صورت لایه نازكی ذرات چوب را می پوشاند. این مواد كامپوزیت، ویژگی های هر دو ماده اصلی تشكیل دهنده آنها یعنی چوب و پلاستیك را با هم دارند. سختی و مقاومت این مواد بین سختی چوب و پلاستیك است، اما چگالی آن به طور كلی بالاتر از هر دوی آنها خواهد بود. این مواد در برابر قارچ زدگی و حمله حشرات مقاوم هستند و در شكل های پیچیده نیز قابل تولیدند. گفتنی است كه این ماده شكل ظاهری بسیار زیبایی دارد و در ساختار، ابعاد و اشكال مختلف قابل عرضه است.
منبع: نشریه انبوه سازان ایران
پیشرفت فناوری در عصر حاضر، به پیشرفت هایی بستگی دارد كه در زمینه مواد حاصل شده است. مواد كامپوزیت، نشان میدهد كه گام های بزرگی در راه تكامل مواد مهندسی برداشته شده است. اجزای تشكیل دهنده در تركیب فیزیكی، ماهیت خود را كاملاً حفظ میكنند، اما در برخی ازمواد كامپوزیت پیشرفته، برای بهبود خواص، اصلاحات جزئی سطحی در مورد مواد تشكیل دهنده اعمال می شود. ماده كامپوزیتی كه از تركیب دو یا چند ماده به دست می آید، معمولاً از یك یا چند فاز نا پیوسته و یك فاز ضعیف پیوسته، كه همان ماده زمینه است، تشكیل شده است. فاز ناپیوسته معمولاً سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است و به همین دلیل فاز تقویت كننده نیز به آن می گویند.
فاز ناپیوسته می تواند نقش پركنندگی را در تركیب ایفا كند. پركننده ها مواد بی اثری هستند كه به پلیمرها اضافه می شوند تا هزینه ساخت مواد كامپوزیت را كاهش و برخی از خواص فیزیكی مانند سفتی و سختی آنها را افزایش دهند. پلیمرهای تقویت شده با الیاف و پركننده های معدنی، مصنوعی و آلی از مهمترین مواد كامپوزیت هستند كه سالانه مقادیر بسیار زیادی از آنها در سراسر دنیا تولید می شود. مواد كامپوزیت چوب پلاستیك كه به اختصار wpc نامیده می شوند، مخلوطی از مواد لیگنوسلولوزی و پلاستیك هستند كه ظاهری شبیه چوب دارند، اما به وسیله فرایندهای تولید پلاستیك شكل میگیرند و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش، متر و سمباده زنی و ... هستند.
اگر درصد مواد لیگنوسلولوزی كمتر از 50 درصد باشد، خواص محصول بیشتر به پلاستیك نزدیك است، اما اگر درصد مواد لیگنوسلولوزی بیشتر از 50 درصدباشد، خواص محصول تولیدی به چ.ب نزدیك تر است. كامپوزیت های با تركیب های چوب پلاستیك در بسیاری از كشورهای پیشرفته به سرعت در حال تولید و گسترش هستند. در ساخت این مواد كامپوزیت محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پروپیلن، پلی اتیلن، پلی وینیل كلراید، پلی استرو و ... همراه پركننده های سلولوزی شامل آرد و الیاف چوب، كتان، كنف، بامبو، كاه، كلش و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
به دنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیك در سال های كذشته ،افزودن پركننده های طبیعی به منظور كاهش هزینه ها در صنعت پلاستیك و در برخی موارد افزایش تولید، مورد توجه قرار گرفته است. قابلیت تخریب بیولوژیكی در طبیعت، تجدیدپذیری و تولید نكردن مواد سمی پس از سوختن نیز از سایر ویژگی های مواد كامپوزیت چوب پلاستیك است.
جایگزینی مناسب
برای تولید مواد كامپوزیت چوب پلاستیك با در نظر گرفتن خلوص و كاربرد متفاوتی كه برای محصول تولیدی مطرح شده است، از روش های مختلفی استفاده می شود. با استفاده از روش پرس گرم می توان تخته هایی با ابعاد بزرگ تولید كرد و همچنین امكان استفاده از حجم بالای الیاف كه از قابلیت تجزیه بیولوژیكی برخوردارند، سازگاری آن ها را با محیط افزایش میدهد. تخته های ساخته های شده با این روش، رقیب جدی تخته های ام.دی.اف هستند، زیرا یكی از مهمترین معایب این محصولات، انتشار گاز فرمالدهید است كه با استفاده از تخته های چوب پلاستیك، این مشكل رفع خواهد شد. علاوه بر این، در ساخت تخته های چوب پلاستیك، می توان از ضایعات لیگنوسلولوزی مانند ذرات ریز حاصل از سمباده زنی استفاده كرد كه در ساخت تخته های ام دی اف قابل استفاده نیستند. با توجه به ویژگی های ماده كامپوزیت چوب پلاستیك و در نظر گرفتن اینكه پركننده های آلی و طبیعی می توانند تا حدود 80 درصد وزن ماده كامپوزیت را تشكیل دهند، تقاضا برای الیاف چوب و دیگر الیاف طبیعی به عنوان تقویت كننده و پركننده در سال2000 نسبت به سال 1999 از رشد 135 درصدی برخوردار بوده و در مقایسه با پنج سال گذشته بیشترین مقدار را داشته است. بنابراین با ورود الیاف و پركننده های طبیعی به صنعت پلاستیك، مواد كامپوزیت چوب- پلاستیك كه تركیبی از الیاف چوب یا دیگر مواد لیگنوسلولوزی به عنوان پركننده یا تقویت كننده است، تولید شده است. در واقع، ماده اولیه این ماده كامپوزیت، چوب و پلاستیك است. بزرگترین و سریع ترین رشد بازار برای ماده كامپوزیت چوب پلاستیك به استفاده از این ماده در دكوراسیون خارجی و تولید مواد ساختمانی اختصاص دارد كه حدود 70 درصد كل تولید این ماده را شامل می شود و جالب اینكه تاكنون هیچ یك از مواد ساختمانی به چنین بازار تقاضایی نرسیده است.
بازیافت ضایعات
در مواد كامپوزیت چوب پلاستیك، دامنه وسیعی از پركننده ها و تقویت كننده های سلولوزی شامل پودر و الیاف حاصل از مواد چربی و بقایای محصولات كشاورزی و همچنین ضایعات حاصل از انواع كاغذ قابل استفاده است. ویژگی های مواد چوب پلاستیك ارتباط مستقیمی با ساختار آنها دارد. در این مواد، پلاستیك به صورت لایه نازكی ذرات چوب را می پوشاند. این مواد كامپوزیت، ویژگی های هر دو ماده اصلی تشكیل دهنده آنها یعنی چوب و پلاستیك را با هم دارند. سختی و مقاومت این مواد بین سختی چوب و پلاستیك است، اما چگالی آن به طور كلی بالاتر از هر دوی آنها خواهد بود. این مواد در برابر قارچ زدگی و حمله حشرات مقاوم هستند و در شكل های پیچیده نیز قابل تولیدند. گفتنی است كه این ماده شكل ظاهری بسیار زیبایی دارد و در ساختار، ابعاد و اشكال مختلف قابل عرضه است.
منبع: نشریه انبوه سازان ایران
