چه نوع پلیمرهایی در ساخت چوب پلاست استفاده میشود؟

بر اساس نوع پلیمر مصرفی در ساخت پروفیل های چوب پلاست، بازار کامپوزیت چوب پلاست به پلی اتیلن (PE)، پلی وینیل کلراید (PVC) ، پلی پروپیلن (PP) و سایر موارد تقسیم می شود که شامل اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) و پلی لاکتیدها (PLA) است. بخش پلی اتیلن بیشترین سهم را از نظر ارزش در بازار کامپوزیت چوب پلاست در سال 2015 داشته است. پلی اتیلن (PE) به دلیل ساختار مولکولی و چیدمان خاص مولکول ها، به طور گسترده ای در کامپوزیت های چوب پلاست برای تولید استفاده می شود. کاربردهای چوب پلاست شامل کفپوش، الوار، مصالح مبلمان، دیوارپوش ، تخته های توخالی و تخته های تو پُر.

پلاستیک‌های گرمانرم در ساخت چوب پلاست

ترموپلاستیک­ها یا گرمانرم­ها به پلیمرهایی گفته می‌شود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب می‌شوند. به همین دلیلی در ساخت چوب پلاست قابل استفاده است. این پلیمرها را می‌توان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. چنین پلیمرهایی در حالت مذاب مانند مایعات جاری می‌شوند. گرمانرم‌ها در دمای بیش از دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) خود منعطف هستند. اغلب گرمانرم­‌ها در دمای کمتر از نقطه ذوب خود حاوی مناطق بلورینی هستند که بین نواحی بی­شکل قرار دارند. نواحی آمورف، ویژگی کشسانی و نواحی بلورین، استحکام و صلبیت را به ماده می‌بخشند.

در دمای بیش از نقطه ذوب، نواحی بلورین از بین رفته و گرانروی به شدت کاهش می‌یابد. گرمانرم‌ها را می‌توان به طور پیوسته در چرخه ذوب–انجماد قرار داد. این ویژگی گرمانرم‌ها را قابل بازیافت می‌سازد و در نتیجه این ویژگی باعث بازیافت چوب پلاست نیز می گردد.

فقط پلاستیک­های گرمانرمی در محصولات چوب پلاست کاربرد دارند که در دمای زیر 200 درجه سانتی‌گراد قابل فراوری‌اند. این محدودیت‌ها به پایداری حرارتی چوب ربط دارند.

عامل جفت‌کننده در ساخت چوب پلاست

خواص ذاتی آب­دوستی و قطبی الیاف لیگنوسلولزی و خواص غیرقطبی پلاستیک­ها، سبب بروز مشکلاتی در اختلاط و چسبندگی بیین الیاف و ماده زمینه در ساخت چوب پلاست می­گردد. چسبندگی بین ماده زمینه پلاستیک و الیاف لیگنوسلولزی قطبی، در تعیین خواص چوب پلاست بسیار مهم است.

کارکرد عوامل جفت کننده در ساختار چوب پلاست

عوامل جفت­کننده با ایجاد پلی در محل تماس الیاف با پلیمر، سازگاری آنها را در محصولات چوب پلاست افزایش داده و مقاومت اتصالات را بهبود می­بخشند. اگر اتصال بین ماده زمینه و الیاف خوب باشد، تنش به اندازه کافی منتقل می­شود و در نتیجه نیاز به یک عامل جفت کننده در چوب پلاست است تا اتصالات قوی بین دو فاز ایجاد شود.

عوامل جفت کننده فاصله بین الیاف چوب و پلیمر را پُر کرده و موجب تماس بیشتر آنها جهت ایجاد اتصالات مقاوم­تر در چوب پلاست می­شوند. در صورت عدم کاربرد این عوامل، مکانیسم توسعه اتصالات بین الیاف و پلیمر تحت تأثیر قرار گرفته و پیوندهای ضعیفی بین آنها در محصول چوب پلاست ایجاد می­گردد. اتصالات ایجاد شده در سطح تماس فیبر با پلیمر در این فراورده­ها شامل پیوندهای کووالانسی، هیدروژنی و واندروالسی می­باشد.

معمولاً چسبندگی کامل الیاف و پلیمر با اتصالات کووالانسی ایجاد می­شود، در حالی که پیوندهای هیدروژنی یا واندروالسی ممکن است چسبندگی ضعیفی را به وجود آورند.

پلی‌پروپیلن پیوند خورده با مالئیک انیدرید در ساختار چوب پلاست

مالئیک انیدرید پیوندخورده با پلی پروپیلن (MAPP) به طور مؤثری در سیستم­های چوب پلاست استفاده گردیده است. مالئیک انیدرید موجود در MAPP نه تنها برهم کنش‎های قطبی را فراهم می­آورد، بلکه همچنین می­توان با گروه­های هیدروکسیل الیاف لیگنوسلولزی پیوند کووالانس برقرار کند. پلی­پروپیلن مالئیک انیدریددار شده به دلیل محاسنی که دارا می­باشد در ساخت چوب پلاست از سایر جفت کننده­ها مورد توجه بیشتری قرار گرفته است.

چندین عامل جفت­کننده یا سازگارکننده برای استفاده در چوب پلاست مورد توجه قرارگرفته است که مهمترین آنها عبارتند از: سیلیکات­ها، تیتانات­ها، اسیدها ارگانیک، کلروتریازین­ها، انیدریدها، اپوکسیدها، ایزوسیانات­ها، اکریلات­ها، سیلان­ها و ترکیب­های پلیمری.

اثر جفت‌کننده ‌ها روی خواص مکانیکی چوب پلاست

شکی نیست که پلیمرهای پیوند شده به عنوان جفت­کننده یا سازگار­کننده، اغلب خاصیت جذب آب چوب پلاست را کاهش و مقاومت­های خمشی و کششی آن را افزایش می­دهد. تنها افزودن مقدار سازگار کننده، خواص چوب پلاست را بهتر نمی­کند و این موضوع مهمی است که باید از آن اطلاع داشت. فراهم آمدن شرایط مطلوب تولید چوب پلاست و اضافه کردن افزودنی­ها به فرمول توأم چوب پلاست، عامل مهم افزایش خواص چوب پلاست است و هنوز هم جوانب آن شناخته شده نیست.