تولیدات چوب پلاست

روش‌های مختلف شکل‌دهی کامپوزیت ‌ها

امروزه از روش­های مختلفی جهت شکل­دهی کامپوزیت­ ها از جمله تولیدات چوب پلاست استفاده می­شود. هم اکنون توجه محققین و صنعتگران به روش­هایی است که امکان تولید انبوه قطعات را با کیفیت خوب و سرعت تولید بالا فراهم آورد تا قطعات کامپوزیتی منجمله تولیدات چوب پلاست بتوانند از نظر اقتصادی با قطعات از جنس دیگر رقابت کنند.

فرآیندهای شکل ­دهی کامپوزیت ­ها

فرآیندهای شکل ­دهی کامپوزیت ­ها را به روش­های مختلف طبقه ­بندی می­ نمایند. همچنینی در ساخت چوب پلاست هم بعضی آنها را به دو دسته روش های دستی و روش­ های ماشینی تقسیم می­کنند. اما اغلب، این روش­ها به دو دسته کلی روش­های قالب باز و قالب بسته تقسیم می­شوند. در شکل 1 این تقسیم­بندی نشان داده شده است.

شکل 1- روش­ های مختلف شکل­ دهی کامپوزیت ­ها

فرایند‌های مختلف تولید چندسازه ‌های چوب پلاست

روش‌ها متعددی جهت ساخت چندسازه‌ های چوب پلاست استفاده می­ شوند که می‌ توان از اکستروژن، پرس گرم و تزریق به قالب بر ای ساخت چوب پلاست نام برد.

 اکسترودر در چوب پلاست

اکسترودرها برای تولیدات چوب پلاست به دو دسته تک مارپیچ و دو مارپیچ تقسیم می­شوند. نوع تک مارپیچ با قیمت پایین‎تر، نیازمند گرانول آماده چوب پلاست است.

نوع دو مارپیچ که عمدتاً در ساخت چند­سازه­ های چوب پلاست استفاده می­شود، دارای دو مرحله است. مرحله اول ترکیب و مرحله دوم شکل دهی.

پارامترهای مهم فرایند که در استفاده از اکسترودرهای دو مارپیچ در ساخت چوب پلاست باید کنترل گردد عبارتند از: دور در دقیقه مارپیچ­های دستگاه چوب پلاست، دما در مخزن و قالب دستگاه چوب پلاست. به همین جهت مواردی شامل فشار ماده مذاب، دمای مذاب و نیروی موتور بصورت مدام بررسی می­شوند.

شکل 2- نمای شماتیک از دستگاه اکسترودر چوب پلاست

1- واحد موتور دستگاه تولیدات چوب پلاست

2- واحد تغذیه دندانه­دار دستگاه تولید چوب پلاست

3- واحد تنظیم دما دستگاه تولید چوب پلاست

4- قیف تغذیه دستگاه تولید چوب پلاست

5- دریچه خلاء جهت کاربردهای ویژه دستگاه تولید چوب پلاست

6- پیچ ماردون دستگاه تولید چوب پلاست

پرس گرم در چوب پلاست

براي توليد محصولات چوب پلاست روش‎هاي مختلفي وجود دارد، روش اكستروژن، تزريق، انتقال رزين و پرس گرم، كه چوب پلاست توليد شده در هر روش داراي خواص و كاربردهاي متفاوتي مي­باشند. از بين روش ‎هاي ياد شده پرس گرم روشي است كه با استفاده از آن مي­توان چوب پلاست هایی با ابعاد بزرگ، دانسيته متفاوت، مصرف بالاي مواد ليگنوسلولزي و نيز در حجم زياد توليد كرد .

در روش پرس گرم مي­توان از ضايعات ليگنوسلولزي برای چوب پلاست با ابعاد متفاو­تي استفاده كرد. در اين روش، پلاستيك و پركننده ليگنوسلولزي ممكن است به دو روش مخلوط گردند،

اختلاط در چوب پلاست

چوب پلاست ذوب-مخلوط و چوب پلاست خشك-مخلوط. در روش اول، پلاستيك در درجه حرارت بالا ذوب شده و در حالت مذاب با پركننده سلولزي مخلوط مي­شود. در اين روش به تجهيزات مخصوص اختلاط نياز مي­باشد (ماننده دستگاه اکسترودر چوب پلاست). دوم، پلاستيك (ترجيحاً بصورت پودر) با پركننده سلولزي در يك مخلوط­كن معمولي و درجه حرارت محيط مخلوط مي­شوند و به تجهيزات ويژه و گران قيمت نيازي نيست. بطورکلی رایج­ترین روش‎های مورد استفاده برای تولید چوب پلاست، اکستروژن و قالبگیری تزریقی (IM) می‌باشد.‌

فرآیندهای اصلی دخیل در تهیه چندسازه چوب پلاست

فرآیندهای اصلی مورد استفاده در صنعت چوب پلاست متفاوتند. فرآیندها از نقطه نظر نوع تجهیزات مورد استفاده به طور گسترده متفاوتند. برخی از این فرآیندها برای تهیه چوب پلاست خودکارند، در حالی که برخی دیگر  برای تهیه چوب پلاست دستی بوده و در طی فرآیند نیازمند تماس کارگر با قطعه می باشد.

الیاف در کامپوزیت های چوب پلاست

بطور کلی فرآورده چندسازه چوب پلاست با استفاده از الیاف چوب و مواد لیگنوسلولزی دارای دو فاز می­باشند: فاز زمینه و فاز تقویت­کننده. همچنین چندسازه­های چوب پلاست با استفاده از آرد چوب و مواد لیگنوسلولزی دارای دو فاز می­باشند: فاز زمینه و فاز پرکننده. در چوب پلاست وظیفه فاز تقویت‌کننده تحمل تنش­های مکانیکی وارده است و فاز زمینه تنش­های وارده را از یک جز تقویت‌کننده به جز دیگر منتقل کرده و بدین ترتیب در تمام چندسازه توزیع می‌نماید.

الیاف، حجم قابل توجهی از یک چندسازه چوب پلاست را تشکیل می­دهند و وظیفه اصلی آنها تحمل بار اعمال شده به چندسازه چوب پلاست  می­باشد. نوع الیاف، مقدار و آرایش یافتگی آنها در محصول چوب پلاست بسیار مهم است و بر خواص زیر تأثیر گذار می­باشد:

1- استحکام و مدول کششی، فشاری و خمشی در چوب پلاست

2- استحکام خستگی در چوب پلاست

3- ضرایب انتقال حرارت و الکتریسیته در چوب پلاست

4- وزن مخصوص چندسازه چوب پلاست

5- قیمت در چوب پلاست

مزایای الیاف طبیعی در چوب پلاست

از مزایای الیاف طبیعی در چوب پلاست می­توان به دانسیته کم، مقاومت و مدول زیاد، عدم سایش تجهیزات تولید، افزایش سختی، قابلیت بازیافت، افزایش ویژگی­های مکانیکی، سطوح پراکندگی زیاد، عدم شکنندگی الیاف در خمش‎ها حین فرآوری، قیمت کم، در دسترس بودن، تجدید شوندگی، گوناگونی زیستی، ضریب حرارتی کم، عدم تولید مواد سمی بعد از سوختن، عایق در برابر گرما، صدا و ارتعاش و امکان ساخت به روش­های متعدد در چوب پلاست اشاره کرد. همچنین ناسازگاری الیاف قطبی با فاز پلیمری غیر قطبی که به ضعف تقویت این الیاف منتهی می­گردد، با استفاده از کوپلینپ ایجنت در ساخت محصول چوب پلاست رفع می گردد.

زمینه های کاربرد مواد چوب پلاست:

1. 1. چوب پلاست بعنوان مصالح ساختمانی: شامل مصالح پایه ، پانل های جداکننده درها ، پانل های دیواری ، کف و سری مواد تزئینی.
2. 2. چوب پلاست در فضای باز: شامل چندین دسته عمده از محصولات ، مانند نرده ها ، کف ، ستون ها ، زیر بغل و غیره.
3. 3. چوب پلاست حمل و نقل تدارکات: عمدتا جعبه های بسته بندی ، تخته های ظرف ، پالت های سبک و سنگین و غیره وجود دارد.
4. 4. چوب پلاست به عنوان پارتیشن: موانع ، پارتیشن ها ، دیوارها ، علائم و غیره وجود دارد.
5. 5. چوب پلاست در لوازم مبلمان: عمدتا کمد ، کابینت ، میزهای چای ، قفسه های گل و غیره.

با کاهش منابع چوب طبیعی ، تقاضای بازار برای محصولات چوبی مانند چوب پلاست روز به روز افزایش می یابد. با گذشت زمان ، تقاضای زیادی سرانجام درهای بازار چوب پلاست چین را باز می کند ، که این روند اجتناب ناپذیر در آینده است.

مواد چوب پلاست دارای پنج ویژگی است:

1. 1. استفاده از منابع مواد اولیه: مواد زیست توده آن عمدتا از پسماندها استفاده می کند که دارای طیف وسیعی از منابع و ارزش کم هستند. الزامات ترکیب پلاستیک زیاد نیست و می توان از مواد جدید ، قدیمی یا مخلوط استفاده کرد، که نشان دهنده استفاده کامل و موثر از منابع است.
2. 2. قابلیت پلاستیکی شدن محصولات: محصولات چوب پلاست محصولات مصنوعی هستند. فرآیند و فرمولاسیون محصولات را می توان به طور تصادفی با توجه به نیاز استفاده تنظیم کرد ، به طوری که چوب پلاست با خواص و شکل های مختلف تولید می شوند.
3. 3. سازگار با محیط زیست: مصالح  و افزودنیهای متداول آنها در محصولات چوب پلاستی سازگار با محیط زیست ، غیر سمی و بی ضرر هستند و فرآیند تولید و پردازش آنها عوارض جانبی سمی ایجاد نمی کند ، بنابراین چوب پلاست خطرات احتمالی برای بدن انسان و محیط زیست ایجاد نمی کند.
4. 4. صرفه جویی در هزینه: محصولات چوب پلاست به انتقال مواد گیاهی ارزان قیمت و محصولات با ارزش افزوده بالا پی برده اند که نه تنها هزینه های نگهداری بسیار پایینی دارد ، بلکه چندین برابر عمر محصولات چوبی طبیعی را نیز دارد. در مقایسه جامع ، مزایای اقتصادی آشکاری دارد.
5. بازیافت و بازسازی: محصولات چوب پلاست را می توان 100 درصد بدون تأثیر بر عملکرد محصولات بازیافت کرد. این می تواند حالت بازیافت “کاهش ، بازسازی و استفاده از منابع” را درک کند.

بازار جهانی چوب پلاست چگونه است؟

بازار جهانی کامپوزیت های چوب پلاست ، بر اساس نوع پایه پلیمر مصرفی:

• پلی اتیلن
• پلی پروپیلن
• کلرید پلی وینیل
• دیگر

جایگاه بر اساس کاربرد:

• محصولات چوب پلاست در ساختمان
• محصولات چوب پلاست قطعات خودرو
• محصولات چوب پلاست کالاهای صنعتی و مصرفی
• محصولات چوب پلاست و کاربردهای دیگر

با وجود اینکه چوب پلاست در مقایسه با مصالح ساختمانی کلاسیک بسیار شناخته شده نیست ، مزایای بی شماری دارد. در اینجا 5 نکته برای تأکید بر آنها ذکر شده است:

مزایای کاربردی چوب پلاست

•  ضد آب 

کامپوزیت چوب پلاست از الیاف چوب و پلاستیک ساخته شده است. نتیجه این مخلوط ماده ای است که مقاومت بسیار بالایی در برابر آب دارد. چوب پلاست دارایی کاربرد قابل توجه در مصالح ساختمانی است. نیمکت های فضای باز ، جداول را می توان از آن تهیه کرد.

•  نگهداری بسیار آسانی دارد

کامپوزیت چوب پلاست به مراقبت بسیار کمی احتیاج دارد زیرا در برابر شرایط آب و هوایی مقاومت قوی دارد. علاوه بر این ، به دلیل مخلوط چوب و پلاستیک ، کثیفی ها را جذب نمی کند و همچنین به راحتی تمیز می شود. اگر دیوارپوش را در نظر دارید ، مطمئناً به دنبال موادی هستید که به راحتی نگهداری شود.

•  طول عمر بیشتری دارد

چوب پلاست بسیار بادوام است و تحت تأثیر بارندگی ، باد یا شرایط گرم تابستان قرار نمی گیرد. در واقع ، استفاده از چوب پلاست سازگار با محیط زیست است زیرا از مقاومت پلاستیک استفاده می کند در حالی که میزان دفن زباله های پلاستیکی را کاهش می دهد. طول عمر طولانی به این معنی است که برای کفپوش و دیوارپوش در فضای باز انتخاب ایده آل خواهد بود.

• خاصیت ضد لغزش 

چوب پلاست در برابر آب مقاوم است ، در برابر لغزش نیز مقاوم است. در نظر گرفتن چوب پلاست برای کفپوش دور استخر و روفگاردن بسیار عالی است. نیازی نیست نگران بچه هایی باشید که پابرهنه در اطراف آن می دوند!

• در رنگهای مختلف موجود است

هر کس سلیقه خودش را برای رنگ دارد و میتوان در رنگ های مختلف موجود باشد و توجه داشته باشید که این یک پوشش رنگ ساده نیست که به راحتی تحت تأثیر آب و هوا قرار گیرد.

بازار جهانی کامپوزیت چوب پلاست، بر اساس منطقه:

• آمریکای شمالی
• اروپا
• آسیا و اقیانوسیه
• خاورمیانه و آفریقا
• آمریکای جنوبی

بازیگران اصلی فعال در بازار کامپوزیت های چوب پلاست جهانی:

Tamko Building Products, Inc.

• Axion International, Inc.
• Biologic N.V.
• Certainteed
• Trex Company, Inc.
• The AZEK Company
• Advanced Environmental Recycling Technologies, Inc.
• Universal Forest Products, Inc.
• Fiberon, LLC
• Timbertech
• Fkur Kunststoff GmbH
• Josef Ehrler GmbH & Co. Kg
• Polymera, Inc.
• Polyplank AB
• Crane Plastics
• CPG International LLC.
• Findock International Inc.
• Guangzhou Kingwood Co. Ltd.
• North Wood Plastics Inc.
• OnSpec Composites Inc.
• Plygem Holdings Inc.