隨著人們環(huán)保意識的加強,要求保護森林資源,減少利用新木材的呼聲日趨高漲,回收利用成本低的廢舊木材和塑料成為工業(yè)界和科學(xué)界普遍關(guān)注的問題,促進和推動了對木塑復(fù)合材料(WPC)的研究和開發(fā)工作,并取得了實質(zhì)性進展,其應(yīng)用也呈加速發(fā)展態(tài)勢。 眾所周知,廢木材和農(nóng)業(yè)纖維以前都只能焚燒處理,產(chǎn)生的二氧化碳對地球有溫室效應(yīng),因此木材加工廠在努力尋找把其轉(zhuǎn)化為高附加值新產(chǎn)品的方法。同時,塑料回收再利用也是塑料工業(yè)技術(shù)重點開發(fā)的方向,塑料能否回收利用已成為許多塑料加工業(yè)選材的重要依據(jù)之一。在這種情況下,木塑復(fù)合材料應(yīng)運而生,各國政府和有關(guān)部門都十分重視和關(guān)注這種環(huán)保型新材料的開發(fā)與應(yīng)用研究。 木塑復(fù)合材料集木材和塑料的優(yōu)點于一身,不僅有像天然木材那樣的外觀,而且克服了其不足,具有防腐、防潮、防蟲蛀、尺寸穩(wěn)定性高、不開裂、不翹曲等優(yōu)點,比純塑料硬度高,又有類似木材的加工性,可進行切割、粘接,用釘子或螺栓固定連接,可涂漆。正是憑借成本和性能上的雙重優(yōu)勢,近年來木塑復(fù)合材料不斷擴大應(yīng)用領(lǐng)域,進入新的市場,越來越多地替代其他傳統(tǒng)材料。 北美是目前世界上木塑復(fù)合材料市場最大的地區(qū),其中美國在開發(fā)和應(yīng)用上走在最前列,美國Pricipia Partner咨詢公司的專題報告《2001年木塑復(fù)合材料用作建筑的板材——充滿活力的室外建筑應(yīng)用》指出,2001年僅北美市場用量就達32萬噸,預(yù)計2005年前需求以兩位數(shù)速率遞增,2005年用量將增加為2001年的兩倍。其中板材需求量很大,占總需求量60%以上。 木塑復(fù)合材料主要應(yīng)用于護墻板、壁板、裝飾板、建筑模板、高速公路噪音隔板、海邊路板、鐵路軌枕、包裝和物流用組合托盤、倉儲架,還可做裝飾邊框、柵欄、樓梯扶手、舶船座艙隔板、辦公室隔板、室外露天桌和長凳、存儲箱、花箱、活動架、汽車內(nèi)飾件(門內(nèi)裝飾板、底板、備用輪罩、座椅靠背、儀表板、手套箱、遮光板、頭枕插件等),正在開發(fā)中的材料還有披疊板、百葉窗、屋頂板等。 住宅和商用建筑板材是木塑復(fù)合材料的最大用戶,且呈上升勢頭,因此木塑復(fù)合材料加工建筑和結(jié)構(gòu)用板材(包括異型材)也是塑料擠出行業(yè)最活躍的部分,需求增長率為兩位數(shù),其他工業(yè)/農(nóng)業(yè)用和海邊路板、碼頭站合板等設(shè)施用板材比較穩(wěn)定。由于木板不耐海水腐蝕,易開裂和翹曲、壽命短,用木塑復(fù)合材料做的制品有明顯的優(yōu)勢,美國海軍每年用于維修、更換木板費用達2.5億美元,因此啟動了一個為期5年,總金額達1000萬美元的木塑復(fù)合材料替代木材開發(fā)項目,由華盛頓州立大學(xué)承擔(dān)。此外,在研究中還發(fā)現(xiàn),木塑復(fù)合材料做建筑用屋面板性能超過木板,而成本為木材原料的85%-95%。 用木塑復(fù)合材料制造鐵路軌枕目前雖然用量不大,但卻是一個上升較快的應(yīng)用領(lǐng)域,其市場份額從1998年的不到1%上升為2000年的2%-4%,最近更是有向傳統(tǒng)的木質(zhì)軌枕發(fā)動挑戰(zhàn)的勢頭。傳統(tǒng)的軌枕要選用優(yōu)質(zhì)木材用雜酚油處理,不僅壽命短(5-10年),污染環(huán)境,而且成本高,而塑料軌枕保質(zhì)期長達50年。因此美國芝加哥運輸局估計10年內(nèi)塑料軌枕在其軌枕份額將上升至25%-30%。美國大量運輸系統(tǒng)和主要運輸干線正在大量安裝這種新軌枕。北美目前每年更換軌枕1200萬根,未來2-5年會進一步提高為1400-1600萬根/年。塑料軌枕可以采用木質(zhì)軌枕同樣的緊固性,也能與木質(zhì)軌枕混合使用,推廣方便,成本低。塑料軌枕用原料50%以上是可回收HDPE。 著名的美國咨詢公司Freedonia集團預(yù)計2006年前美國木塑復(fù)合材料需求年均增長率為13%,2006攫總產(chǎn)值將達20億美元,增長較快的市場為各種板材、窗框、門框和柵欄、圍墻市場。其中用量最大的板材市場從2001年的4.10億美元增加為2006年的9億美元,靠不斷改進性能和公眾對高壓處理木材利弊認(rèn)識的提高,柵欄和圍墻同期從1.63億美元提高為3.15億美元,而窗框和門框也將從2001年僅0.65億美元,提高到2006年1.35億美元。
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