Древесные композиты. Древесно-полимерный композит. Преимущества террасной доски ДПК

Древесно-полимерный композит (ДПК) является смесью, в составе которой имеется полимер (химический или натуральный), а также древесный наполнитель, модифицированный, чаще всего, химическими агентами. Этот материал называют и "жидкое дерево", и дерево-пластиковый композит, и древопласт, и поливуд. Главная особенность такого материала состоит в том, что конечный продукт получается, фактически из отходов производства и потребления, таких как опилки, стружка, древесная мука, сельскохозяйственные отходы и разные виды отходов потребления. Сегодня создаются методы, которые дают возможность применять в процессе производства не первичные, а вторичные полимеры.

Что это такое?

Внешне древесно-полимерный композит с большим содержанием древесины очень похож на МДФ или твердую ДВП, а с малым ее количеством - на пластмассу. Такой материал отлично поддается пилению, строганию рубанком. В него легко вбиваются гвозди. Также его можно красить обычными красками и эмалями, или отделывать синтетическими пленками, натуральным шпоном.

Древесно-полимерный композит является суперсовременным материалом. ДПК обладает всеми лучшими природными свойствами древесины, но при этом лишен таких его недостатков, как склонность к гниению и плесени, горючесть, изъяны поверхности, восприимчивость к влаге.

В составе ДПК присутствует:

древесная мука (или измельченные щепки), размером от 0,5 до 2 мм
полимер, в качестве которого может выступать ПВХ, полиэтилен или полипропилен
аддитивы.

Изготовление экструзионных древесно-полимерных композитов можно назвать одним из самых перспективных направлений в сфере рационального использования остатков лесопильного, мебельного и деревообрабатывающего производств, применения лесоматериалов низкого сорта, растительных отходов, в которых много целлюлозы, вторичных пластмасс для создания высококачественных профильных деталей.

Преимущества древесно-полимерного композита

К основным плюсам такого материала можно отнести:

доску из ДПК не нужно красить каждый год
террасная доска во время дождя не скользит, потому что имеет рифленую поверхность
материал выдерживает колоссальные перепады температурного режима (от -50°С до +50°С)
высокая прочность. Изделия из этого материала выдерживают большие нагрузки, что дает возможность применять их в качестве настилов даже на автомобильных парковках.

Наиболее популярен ДПК в таких сферах деятельности:

строительство. В этой отрасли он использует для наружной обшивки домов, создания дверных и оконных профилей, панелей, а также для отделки проемов, фронтонных досок
ландшафтный дизайн. Из полимерно-древесного композита изготавливают настилы (декинги), тротуары, изгороди, заборы, садовую архитектуру (скамейки, беседки), надворные сооружения, детские площадки. Также им отделывают бассейны и используют как напольное покрытие
внутренняя отделка. В этой отрасли из ДПК создаются перила, лестницы, ставни, декоративные профиля, отделочные панели, кухонные встроенные шкафы, паркет, офисная мебель, полки, плинтуса, звукоизоляционные панели
промышленность. Из «жидкого дерева» создают мосты, транспортные поддоны, тару, пирсы, морские сваи и переборки, железнодорожные детали (шпалы), контейнеры для мусора, таблички, вывески.

Декинг, или другими словами террасная доска из древесно-полимерного композита является наиболее современным материалом среди уличных напольных покрытий. Древесная мука и полимер наделяют уникальными свойствами данный материал. Период эксплуатации такой доски достигает 40 лет. Такому материалу необходима ежегодная антисептическая обработка и покраска.

Основные свойства:

нет скольжения даже в мокром виде
высокие показатели прочности и износостойкости
температурный режим от -50 до +80 0С
не восприимчив к влажности, может использоваться под открытым небом
не боится ультрафиолетовых лучей, не выцветает, не гниет, не плесневеет.

Сегодня производят такие типы террасной доски:

шовные, имеют шов от 2 до 6 мм. Они используются на больших площадях, свыше 300 м2, где нужно гарантировать большой отток воды
бесшовные. Такие доски идеально подходят для летних кафе, в которых нужно сделать монолитное покрытие
полнотелые используются на пирсах и палубах кораблей
пустотелые. Эта доска имеет меньший вес, и следовательно, меньшую цену
с полимером ПВХ. Обладают лучшей износостойкостью, большой устойчивостью к ультрафиолету, прочностью
с полиэтиленом. Отличается невысокой стоимостью
шлифованные доски
брашированные, обработанные щетками, то есть состаренные
тисненные, имеющие текстурный узор
эмбоссинг, с фактурой натурального дерева.

Устанавливать доски из ДПК легче, чем деревянные доски.

Производство древесно-полимерного композита

ДПК - является инновационным материалом, технология изготовления которого базируется на смешивании муки, PE, PP, ПВХ и прочих составляющих с помощью особого оборудования, согласно установленным стандартам.

Для того, чтобы создать древесно-полимерный композит необходимо, прежде всего, измельчить древесное сырье. После измельчения древесину нужно тщательно высушить. Далее следует этап четкого взвешивания и отмеривания компонентов. После смешивания всех ингредиентов происходит экструдирование материала. Заключительным этапом производства является обрезка по длине, а также разрезание по ширине.

Схема производства ДПК очень похожа на создание плит ДСП. Однако реализация процесса происходит на оборудовании химического типа, т.е. пластмассовой промышленности. Такие установки довольно компактны, то есть для них не нужно большое помещение. Предприятия, выпускающие ДПК, эффективны даже при малых объемах производства, следовательно, несравнимы с масштабами заводов ДСП или МДФ.

Рынок древесно-полимерного композита

Сегодня мировой рынок ДПКТ пребывает в стадии роста, и каждый год растет примерно на 18-20%. По последним данным даже на американском рынке не наблюдается точка насыщения. В ближайшие годы ожидается бум потребления и производства древесно-полимерных композитов.

Принимая во внимание периоды жизненного цикла рынка, динамику роста потребления и производства в России и других государствах, потенциал российского рынка древесно-наполненных композитов колоссален.

Сфера использования этого материала очень широка. В России главной областью использования является строительство. Также, согласно данным аналитиков, в ближайшие годы древесные композиты будут активно применяться в автомобильной отрасли и в производстве мебели.

Этот материал отличается высокой стойкостью к влиянию внешней среды, перепадам температур, он более долговечен в сравнении с древесиной и древесными плитами. Такие свойства крайне важны в условиях сурового климата большей части нашего государства. Изготовление предметов уличной мебели из ДПКТ (лавок, перил, настилов) отличается более высоким качеством. Вследствие способности древесных полимеров принимать любую форму в ходе производства, мебельщики имеют возможность более широкого применения элементов дизайна и креативных идей во время проектирования мебели.

Древесно-полимерный композит (ДПК) - состав, содержащий полимер (химического или натурального происхождения) и древесный наполнитель, модифицированный, как правило, химическими добавками. Другие используемые названия древесно-полимерных композитов: "жидкое дерево", дерево-пластиковый композит, древесно-пластиковый композит, древопласт, поливуд, древотермопласт, wpс, wood polymer composite, wood plastic composite, ЭДНП (экологически чистые древеснонаполненные пластмассы), ДНПП (древеснонаполненный полипропилен). Особенность древесно-полимерных композитов заключается в том, что готовые изделия получаются, по сути, из отходов производства и потребления: опилок, стружек, древесной муки, сельскохозяйственных отходов и различных видов отходов потребления. Активно разрабатываются технологии, позволяющие использовать в процессе производства не первичные, а вторичные полимеры.

По внешнему виду древесно-полимерный композитный профиль с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ или твердую ДВП, а с малым ее количеством - пластмассу. Его можно пилить, строгать рубанком, вбивать гвозди. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном.

Рынок жидкого дерева в России находится пока в зачаточном состоянии. Однако с усилением государственного регулирования в области деревообработки и переработки отходов, материал получает дополнительный стимул для развития в России: появляется спрос на изделия, открываются первые производства. Древесно-полимерные композиционные (ДПК) материалы, в последнее время пользуются особым вниманием у инвесторов и производителей.

Древесно-Полимерный Композит - суперсовременный материал. ДПК имеет все лучшие природные свойства дерева, но лишен таких его недостатков, как подверженность гниению и плесени, горючесть, дефекты поверхности, не впитывает влагу и пр.

В состав ДПК входят древесная мука (или мелкая щепа) с фракцией 0,5-2мм, полимер и аддитивы. В качестве полимера может быть ПВХ (50/50), полиэтилен (70/30)или полипропилен (60/40).

Производство экструзионных древесно-полимерных композитов является одним из наиболее перспективных в области рационального использования отходов лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производств, использования низкосортной древесины, растительных целлюлозосодержащих отходов и вторичных пластмасс для переработки в высококачественные профильные детали для широкого спектра применений, включая строительство и мебель.

В настоящее время корпорация Интервесп готова предложить комплектные высокотехнологические экструзионные линии для производства древесно-полимерных композиционных материалов различной производительности, надежным и стабильным производственным процессом. В качестве готовых изделий могут быть различные профили, подоконники, столешницы, панели, дверные коробки, различные погонажные изделия и пр.

Строительные и отделочные материалы из древесно-полимерного композита – современное решение проблем обустройства комфортабельного дома и прилегающего к нему участка. Компания «Поливуд» предлагает изделия из ДПК в Москве и регионах собственного производства под торговой маркой POLYWOOD™ по ценам производителя, а также продукцию известных зарубежных брендов.

У нас можно купить следующую продукцию из ДПК: фасадные панели (сайдинг), террасную доску (декинг), комплектующие к ним, декоративные ограждения, заборы, мебель для террас. Все это поможет сделать Ваш дом особенным, выделив его из общего ряда качеством отделки и обустройства территории.

Преимущества продукции из ДПК обусловлены составом композита

Древесно-полимерный композит на 70% состоит из измельченной древесины и минеральных наполнителей, оставшиеся 30% приходятся на экологически чистый полимер, красители и стабилизаторы цвета. В процессе экструзии компоненты спекаются в единый прочный монолит. Получаемый материал по всем характеристикам превосходит как натуральное дерево, так и керамическую плитку.

для древесно-полимерного композита нет плохой погоды: и зной, и дождь, и снег – для него благодать;
при правильной эксплуатации изделия из ДПК не изменяют размер и форму ни при низких, ни при высоких температурах, ни после многодневного ливня;
на поверхности ДПК исключены сучки (не получите заноз и царапин);
окрашивание композита происходит в массе, поэтому цвет всегда равномерный и стойкий;
древесно-полимерный композит не подвержен гниению, поражению насекомыми и микроорганизмами;
монтаж и демонтаж простой и быстрый (смотрите фото);
горизонтальные рифленые поверхности не скользят даже во время дождя.

Тем не менее, собираясь использовать в отделке дома и участка материалы из древесно-полимерного композита, не рассчитывайте сэкономить на цене.

Экономьте на обслуживании ДПК

Учитывая используемое сырье, сложность технологического процесса и высокий спрос на изделия из древесно-полимерного композита, цена на них не может быть низкой в принципе. Однако обращаем Ваше внимание: на эксплуатацию и обслуживание фасадов, террас, настилов, ограждений, ступеней и заборов не нужно будет тратить ни копейки:

их не нужно пропитывать антисептиком, покрывать лаком или краской;
им никогда не потребуется ремонт, поскольку прочный древесно-полимерный композит просто не разрушается ни при каких условиях;
не придется платить за замену панелей и покрытий каждые 5-7 лет, потому что они прослужат втрое дольше.

Продажа древесно-полимерного композита на выгодных условиях

Мы предлагаем купить изделия из древесно-полимерного композита собственного производства под маркой POLYWOOD™ дешевле импортных аналогов.
Принимаем заказы на изготовление фасадов и настилов нужного цвета и рисунка в требуемом клиенту количестве.
Доставляем товары непосредственно на стройобъект и берем на сезонное хранение.
Предоставляем дополнительную скидку покупателям, заказавшим монтаж.

Используйте возможности нашего интернет-магазина ─ связывайтесь с нами по любому каналу в разделе или жмите на кнопку Заказать услугу.

Древесно-полимерные композиционные материалы (ДПК), предназначенные для переработки методом экструзии состоят из трех основных компонентов:

частиц измельченной древесина
синтетических или органических термопластичных полимеров или их смеси,
комплекса специальных химических добавок (модификаторов) , улучшающих технологические и другие свойства композиции и получаемой продукции, часто называемых также аддитивами.

От традиционных древесно-наполненных пластмасс (ДНП) композитные материалы отличаются высоким (более 50 процентов) содержанием древесины по массе в составе общей композиции и соответствующим ее влиянием на свойства готового продукта. В ДНП древесного наполнителя не много и свойства такой пластмассы определяются, в основном, свойствами полимера. А когда древесины становится больше, то свойства композита определяются уже:

свойствами матрицы,
свойствами частиц древесины,
характером связей между древесными частицами и матрицей,
структурой полученного композита.

На рисунках ниже показаны три схематических структуры наполненного материала:

Cлабо-наполненный пластик, средне-наполненный композит и высоко-наполненный композит.

Содержание древесины в составе древесно-полимерного композита на основе термопластичных смол может меняться в широких пределах. Большинство американских производителей работают пока с составами, содержащими 50 - 70 % древесины. Европейские разработчики технологий экструзии ДПКТ стремятся получать композиции, содержащие более высокое наполнение древесиной - до 80% и более.

Древесина подвергается измельчению на специальных мельничных установках различного типа и превращается в древесную муку или в древесное волокно. В настоящее время наиболее широко для изготовления ДПК используется древесная мука. Производство древесной муки давно освоено отечественной промышленностью. Она используется как наполнитель пластмасс, сырье для взрывчатых веществ, для микробиопрома и т.д.). Наряду со специально измельченной древесиной в состав ДПКТ могут входить некрупные опилки и шлифовальная пыль.

Перспективным является использование в ДПКТ и древесных волокон по типу применяемых в производстве ДВП, МДФ и бумаги. Древесные волокна получают методом дефибрации, т.е. расщепления древесины на волокна. В некоторых случаях используют готовое волокно из картонных и бумажных отходов (макулатуры). Например, у китайской компании имеется опыт промышленной утилилизации в производстве ДПКТ бумажных молочных пакетов, содержащих одновременно полиэтилен, бумагу и даже алюминиевую фольгу.

Рис.1. Топливные гранулы

Финскими специалистами проверена возможность использования в качестве сырья для изготовления компаунда стандартных древесных топливных гранул (на экструдере типа Conex).

Гранулы проще перевозить и хранить, чем муку

Внешний вид топливных гранул, см. рис 1.

Древесная мука (англ. wood flour, wood meal, нем holzmehl) - изготавливается преимущественно из мягких, не смолистых, пород древесины, например сосны. Вовсе не исключается и применение твердых лиственных пород, только их несколько сложнее измельчать. В нашей стране мука выпускается по ГОСТ 16361-87 "Мука древесная. Технические условия".

За рубежом с успехом изготавливается древесная мука для использования в термопластичных ДПК из оболочек зерен растений (рисовой шелухи, ореховой скорлупы). Американское предприятия Heartland BioComposites LLC недавно освоило применение в качестве сырья пшеничной соломы.

В большинстве случаев размер древесных частиц в композите находится в пределах от 500 до 50 мкм. Частицы древесной муки могут принимать самые разнообразные формы. Отношение длин частиц муки к их ширинам находится в пределах от 1:1 до 4:1.

В мельничных установках в ходе размола выделение нужной фракции муки осуществляется при помощи системы сит или центробежными методами. За рубежом принято обозначать фракцию муки при помощи числа Mesh. По российскому стандарту подразделение древесной муки осуществляется по нескольким маркам.

У древесного волокна (wood fiber) длина зависит от породы древесины: у лиственных пород 1 - 1, 5 мм, у хвойных 3 - 3, 5 мм. Отношение длины к толщине древесного волокна составляет от 1: 10 до 1: 20.

Древесина традиционно используется в механической обработке металлов в качестве шлифующего и полирующего материала, так как обладает заметными абразивными свойствами. Эти свойства сохраняются и у древесной муки. Однако, абразивность древесины ниже, чем у стекловолокна и некоторых др. минеральных наполнителей, используемых в производстве наполненных пластмасс и композитов. Поэтому она считается относительно "мягким" наполнителем.

Скорость абразивного износа оборудования пропорциональна давлению в цилиндре экструдера (и фильере), температуре и скорости движения рабочей смеси относительно поверхности рабочих органов и естественно зависит от состава рабочей смеси (соотношения количества муки и смолы, вида смолы, видов и количества смазочных материалов и др. факторов). В зависимости от стойкости рабочие цилиндры и шнеки экструдеров могут эксплуатироваться 1-2 года до замены или ремонта.

Насыпная плотность древесной муки и волокна может колебаться в пределах 100 - 300 кг/ м3. Влажность муки в поставке желательно иметь не более 8 %. В готовом композите влажность древесных частиц должна быть, как правило, менее 1 %. Чем меньше влаги в структуре материала, тем более он устойчив ко внешним воздействиям.

Существуют различные и иногда противоречивые мнения, относительно применения различных пород древесины и размеров частиц.

Отметим очевидные вещи:

в исследованиях изучено влияние размеров частиц на механические свойства композитов, однако оно не очень велико;
слищком мелкие (пыль) и слишком крупные частицы ухудшают прочность композита, однако это не всегда критично для готового изделия;
крупные частицы снижают производительность подготовительного оборудования в силу их малой насыпной плотности;
при плотности композита, приближающейся к 1,4 г/ куб.см, т.е. к истинной плотности древесины, порода древесины уже не имеет принципиального значения.

Композит, изготовленный из крупных частиц будет иметь более зернистую поверхность, подобную поверхности древесно-стружечной плиты и это может требовать шлифования, применения утолщенной облицовки и (или) отделки поверхности изделий. Например, из опыта мебельной промышленности, зернистость профилей, изготовленных фрезерованием из древесно-стружечной плиты не всегда удается скрыть при облицовывании дорогими декоративными пленками на основе пропитанных смолами бумаг общей массой до 130 г на 1 кв метр. А для облицовывания профилей из МДФ, обладающей мелкой равномерной структурой, могут успешно применяться более дешевые декоративные пленки массой менее 80 г на 1 кв.м. Кроме того, крупные частицы древесины, особенно находящиеся вблизи поверхности изделия более подвержены воздействию влаги и повреждению под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды.

Очень мелкие пылевидные частицы (менее 50 мкм) имеют большую удельную поверхность и в силу этого требуют использования большего количества смолы для образования полноценной полимерной матрицы.

Примечание. В настоящее время проводятся исследования по использованию в композитных материалов микроцеллюлозы. Но это скорее будет уже друглй класс материалов, т.н. нанокомпозиты.

Окончательное превращение рабочей смеси в композитный материал происходит постепенно по зонам экструдера и в фильере. Полимер должен охватить всю поверхность частицы древесной частицы, внедриться в ее поры и тем самым обеспечить плотное молекулярное взаимодействие между древесиной и полимером. Это существенно отличает процесс экструзии ДПК от процесса экструзии обычных пластмасс, т.к. древесина плохо смачивается расплавом полимера. Интенсифицировать процесс смачивания за счет повышения температуры в экструдере сложно вследствие опасности тепловой деструкции древесины, полимера и возгорания смеси (при температуре более 200 град. С).

Поэтому, с точки зрения качества получаемой продукции и производительности процесса - очень важен технологический уровень применяемого оборудования и состав рецептуры смеси (качество базовой смолы, вид и количество вводимых в рецептуру добавок - модификаторов).

Примечания:

1. Технологическими и физико-механическими свойствами близкими к древесно-полимерным композитам являются композиционные материалы, получаемые на основе и других растительных волокон, например: пенька (Hemp), лен (Flax), сизаль (Sisal), кенаф (Kenaf) и др. волокнистых растений.

Растительные волокна могут вводиться в состав ДПК и одновременно с древесными волокнами. Применение недревесных волокон растительного происхождения особенно активно разрабатывается сейчас в странах Юго-Восточной Азии, в частности в Китае. Подробнее о волокнах см. специальное приложение и библиотеку Биокомпозиты.

2. При внешней простоте идеи производства ДПК, сама конструкция вещества древесно-полимерного композита имеет очень сложную структуру. Не менее сложны для описания и химические, физические и механические процессы технологии производства экструзионных ДПК. Эти сложности определяются сложностью и неоднородностью самой древесины.

С большим или меньшим успехом, в производстве ДПК могут использоваться любые термопластичные полимеры, однако на практике сейчас используются, в основном, четыре вида термопластичных смол: полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC) и, в меньшем количестве, полистирол (PS). На диаграмме (рис.4.2.) отражены существующие соотношения применения различных смол и наполнителей и прогноз на ближайшие годы.

Рис.2. Состояние и прогноз применяемости базовых смол и наполнителей в производстве композитов

Таким образом, на первом месте по применяемости находится полиэтилен (высокой и низкой плотностей) , затем следует ПВХ и полипропилен. Однако, в Европе наболее перспективным считают полипропилен. В частности, немецкая фирма Advanced Extruder Technologies AG (изготовитель оборудования для экструзии ДПК) указывает на следующие оптимальные соотношения наполнение композита древесиной для различных типов базовых смол:

на основе ПВХ - 60 %
на основе полиэтилена - 70 %
на основе полипропилен - 80 % и более.

Существенный рост предполагается по всем видам композитов, но начиная с 2003 особенно быстро увеличивается применение, в качестве основы композита, и других (не древесных) растительных волокон.

Наряду со смолами заводского изготовления, поставляемых в виде суспензии или гранул, ряд американских компаний используют в производстве ДПК пластиковых промышленных и бытовых отходов (упаковочной пленки, бутылок и т.п.), подвергаемых мытью, сушке и измельчению.

Проводятся эксперименты и по использованию в термопластичных ДПК других промышленных термопластов - АБС-пластика, полиамидов (капрона, нейлона), поликарбонатов, полиэтилентерфталата и др. в первичных формах и отходов.

Ориентировочные соотношения мировых цен на сырье (в английских фунтах за тонну, март 2003 г), используемое в производстве ДПК приведено в табл. 4.1

Данная таблица хорошо иллюстрирует экономическое существо интереса к проблемам производства древесно-полимерных композитов и объективных тенденций в развитии и совершенствовании их технологии производства. Следует иметь ввиду, что текущие цены на базовые смолы на мировом рынке сильно зависят от цен на нефть и подвержены значительным колебаниям.

В производстве древесно-полимерных композитов применяются следующие виды добавок - модификаторов: связующие агенты, смазочные материалы, антимикробные добавки, антиокислители, вспенивающие агенты, пигменты, огнезащитные аенты, противоударные модификаторы, светостабилизаторы, температурные стабилизаторы и др.

Эти добавки используются при экструзии и литье обычных наполненных и ненаполненных пластмассовых профилей и примерно с теми же целями, но соотношение их в сочетаннии с древесиной несколько меняется. В первую очередь это относится к связующим агентам, смазочным материалам, и, при необходимости, - к противоударным модификаторам. Добавки поставляются по отдельности, или в виде комплексов (как поливитамины, - все в одной грануле).

Древесина, в отличие от минеральных наполнителей для пластмасс, обладает не очень высокой адгезией к базовым смолам, особенно - к полиолефиновым. Это можно обьяснить очень сложной формой поверхностей ее частиц, затрудняющей процесс смачивания ее расплавленным полимером, а так же ее химическим составом. Это обстоятельство предъявляет к подбору добавок и к конструкции экструдера повышенные требования. На фотографиях ниже показаны 2 образца древесно-полимрной смеси (электронный микроскоп, 200-кратное увеличение, соотношение 60% полипропилена, 40% древесной муки).

На левой фотографии отчетливо видны многочисленные незаполненные полимером пустоты. На правом образце структура материала цельная. Именно это делает материал - композитом, в котором работает и полимерная матрица и древесина. Улучшение структуры обеспечено включением в состав материала специального связующего агента, обеспечивающего хорошую связь между частицами древесины и смолы.

Схематически характерные дефекты структуры композита показаны на двух рисунках ниже

На левой схеме синим цветом выделены незаполненный смолой отдельные пустоты. На правой схеме показано образование агломератов, составляющихся из нескольких не склееных друг с другом древесных частиц. Наличие таких дефектов, особенно на поверхности изделий, приводит к снижению прочности и долговечности материала.

Конкретные рецептуры древесно-полимерных композитов разрабатываются применительно к заданным продуктам, применяемым базовым смолам и технологическим процессам. Они часто являются производственным секретом фирмы-изготовителя конкретных изделий или предметом лицензии поставщика технологии или оборудования.

Важным направлением в области разработок современных рецептур экструзионных ДПК, являются поиски в области использования в их составе природных, т.е. биологических полимеров. Успешным достижением в этой сфере стало использование крахмалистых веществ, например - кукурузной муки (материалы типа Fasal - Fasalex). Активно проводятся исследования по применению лигнина (отходы целлюлозного производства), отходов кожевенной и мясомолочной промышленности и т.д. Есть сведения об исследованиях российских специалистов о возможности применения хвойной смолы - живицы в качестве одного из компонентов экструзионных ДПК.

Внешний вид древесно-полимерных композитов.

В естественном виде ДПК с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ и или твердую ДВП, см рис.3. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном. На ощупь композит теплый, иногда слегка маслянистый.

Рис.3. Срезы ДПК профилей

Существует технология покрытия ДПК тонким облицовочным слоем пластмассы, или даже нескольких пластмасс непосредственно в процессе его выдавливания в экструдере. Эта технология, широко распространенная в пластиковой индустрии называется со-экструзия или ко-экструзия.

Однако, если при изготовлении компаунда использовались древесные частицы крупных фракций, то поверхность изделия будет ближе по внешнему виду к поверхности древесностружечной плиты. Такие профили выпускаются, например, голландской компанией Tech-Wood.

Термопластичные ДПК имеют слабый запах древесины (опилок).

Физические и механические свойства композитов

Плотность экструзионных композитов может находится в пределах 1000 - 1400 кг/м3. Плотность изделий может быть снижена при использовании специальных вспенивающих агентов до 700-900 кг/м3, но вспенить можно только полимерную матрицу.

Примечания:

Плотность композита зависит от плотности используемой базовой смолы и применяемых аддитивов и их количества и плотности частичек древесины. В ходе компаундирования и экструзии под воздействием высокого давления и темературы частички древесины уплотняются, - вплоть до значения 1400 кг/м3, т.е. достижения истинной плотности древесины, свободной от пор и др. пустот.
Истинная плотность древесины практически не зависит от ее породы.
Изучаются вопросы применения в ДПК полых микронаполнителей (пластиковых и стеклянных микросфер).

Прочностные свойства ДПК в значительной степени зависят от вида базовой смолы, см. табл. 2.

Однако, управлением составом композита и технологическим процессом можно в значительной степени улучшить его прочностные и др. свойства.

Рассмотрим свойства ДПК на примере трех конкретных модификаций выпускаемых под маркой "Fasal" разработанных с применением в качестве базовой смолы полипропилена австрийской фирмой " Austel research and development" Gmbh и продаваемых фирмой "Fasalex ", Австрия, см. табл. 3.

Таблица 3. Свойства ДПК.

Свойства	Размерность	Fasal F134	Fasal F 386	Fasal F 465
Плотность	кг/дм 3	1,4	1,35	1,2
Предел прочности (временное сопротивление)	МПа	25	17	23
Модуль упругости при растяжении (мод. Юнга)	ГПа	8	4	5,1
Сопротивление изгибу	МПа	41	30	52
Модуль упругости при изгибе	ГПа	5,8	3,8	5
Относительное удлиннение при растяжении	%	0,5	0,6	1
Ударная вязкость по Шарпи	КДж/м2	3,2	3,3	4
Срок биологического разложения	недели	месяцы	неразлагаемый
Снижение сопротивления изгибу в воде при 23 град.C:
- после 30 мин. выдержки	%	65	14	0
- после 120 мин. выдержки	%	90	35	0

В композиции, предлагаемой фирмой Strandex , США, в качестве базовой смола используется полиэтилен и его отходы. Твердые и мягкие породы древесины считаются приемлемыми, а так же другие целлюлозные волокна, такие как солома, лен, рисовая шелуха, арахисовая шелуха, бамбук, кенаф и пр. Размер частиц 425 микрон (40 mesh) и менее. Допускается большое содержание более мелких частиц (200 mesh и мельче), включая шлифовальную пыль. Плотность композита составляет 0,98 - 1, 2 кг/дм3. Композит и технология запатентованы и продаются по лицензии вместе с фильерами. Стоимость одной фильеры более 20 000 долларов США, стоимость лицензии (по некоторым данным) более 1 млн. долларов.

Однако в использовании отходов ДСТП и МДФ существует серьезная проблема. Она связана с возгонкой паров формальдегида из фенольных смол, которые содержатся в этих плитах.

Примечание. Хотя прочность термопластичных ДПК при испытаниях находится на уровне природных древесных материалов, их реальная эксплуатационная прочность во многих случаях существенно выше, т.к. изделия, изготовленне из ДПК, не имеют естественных пороков, присущих древесине (сучков, трещин, свилеватостьи и т.п.), не изменяют своей прочности при увеличении влажности и не поражаются грибками и бактериями.

В начале освоения производства ДПК технологи старались обеспечить максимальную биостойкость изделий. И эта задача была решена.В частности, ряд фирм-изготовителей ДПК предоставляют гарантии на 10, 25 и 50 лет эксплуатации готовых изделий на улице, т.е. самой высокой устойчивости к воздействию влаги, света, грибков и насекомых без специальной защиты. Большинство производимых ДПК могут принимать в себя небольшое количество (0,1 - 4 %) влаги не теряя при этом формы и прочности и восстанавливать прежние свойства при высыхании.

Новым направлением в производстве ДПК, является создание рецептур легко утилизируемых биоразлагаемых ДПК с пониженной биостойкостью. Они предлагаются, например, фирмой Fasalex, - как экологически безопасные по всему жизненному циклу (указанные выше композиции Fasal F 134 и F 386) .

Необходимо отметить, что не смотря на уже солидный производственный опыт и многочисленные уже проведенные исследования, в сфере древесно-полимерных композиций существует еще огромное количество неисследованых направлений. С одной стороны это связано с бесконечными возможностями химии полимеров, а с другой обьясняется молодостью самой этой новой отрасли промышленности.

Способность к обработке

Изделия из ДПК обрабатываются теми же инструментами, что и древесина. ДПК легко пилятся, строгаются, сверлятся, шлифуются и т.п. Очень хорошо удерживает гвозди, скобы, шурупы, см. рис. 4.

Многие рецептуры композитов поддаются склеиванию. Некоторые рецептуры можно сваривать, подобно пластмассе. Уже освоена практика гнутья изделий профильных изделий после нагрева, подобно пластмассовым профилям и т.п.

Рис.4.Обработка древесно-полимерных композитов

ДПК не очень легко воспламенимы, особенно, - если они выполнены на основе поливинилхлоридной смолы.

Интересным направлением в использовании экструзионных ДПК является совместное применения ДПК профиля и металлического проката. В этом случае в полость профиля вставляется стальная труба, полоса и т.п. Металл принимает на себя полностью или частично силовую нагрузку, а профиль выполняет декоративные, защитные и другие функции.

Пока не существует принятой стандартизированной классификации термопластичных ДПК.

Всего несколько лет назад древесно-полимерный композит появился на российском строительном рынке и с каждым годом продолжает завоевывать популярность ввиду экономической целесообразности его использования, как для продавцов, так и для покупателя. Этот продукт по своим свойствам во многом превосходит деревянные аналоги.

Основные свойства древесно-полимерных композитов:

Влагоустойчивость, не отсыревает и может длительное время находится в воде
Всепогодный материал – используется «под открытым небом» (для строительства террас, веранд, садовых дорожек и др.)
Не подвержены негативному воздействию биологических вредителей: жучков, грибка и др.
Пожаробезопасность.

Состав «жидкого дерева»

Древесно-полимерные композиты включают в своем составе измельченную древесину, полимеры, красители, UV-стабилизаторы. В зависимости от соотношения в составе древесной составляющей и полимеров материалы из дпк могут приобретать те или иные свойства: иметь повышенную устойчивость к царапинам, выдерживать большие нагрузки, долгое время находится погруженными в воду. В составе ДПК доля древесины, как правило, от 50% до 80%, от этого показателя зависит в том числе и внешний вид изделия. Если в материале высокое содержание древесной составляющей, он похож на МДФ, если же превышает количество полимеров в составе, то ДПК больше напоминает пластмассовое изделие.

Технология производства древесно-полимерного композита

Производство изделий из ДПК происходит путем экструзии: все составляющие материала перемешиваются, а далее под воздействием высокой температуры и давления ему придается форма изделия. Связующим материалом может выступать полиэтилен, полипропилен, полихлорвинид или другой термопластичный полимер.

Изобрела ДПК и запатентовала новый строительный материал в 70-х годах итальянская компания «ICMA San Giorgio», стремясь решить проблему утилизации строительных отходов. Материал приобрел популярность только после многих лет, после усовершенствования технологии производства компанией. Инженеры добилась необходимых свойств продукта, которые завоевали сердца потребителей.

Из древесно-полимерных композитов изготавливают отделочные материалы: доски для уличных полов, террасы или балкона, фасадные панели, трубы, перила, доски для строительства ограждений, создания садовой мебели. Несмотря на то, что потребители еще мало информированы об этом продукте, спрос на ДПК в России значительно больше предложений на рынке строительных материалов.

Потребительские особенности древесно-полимерных композитов

Те композитно-древесные материалы, которые состоят преимущественно из древесины (более 70% в составе) по характеристикам очень близки к ней. Они обрабатываются так же, как обычные пиломатериалы, их можно пилить, сверлить, шлифовать.

Композитные материалы с преобладанием полимерных материалов в составе можно склеивать и даже сваривать, как пластмассу. Древесно-полимерные композиты под воздействием температуры могут принимать любые сложные формы.

Декинг из «жидкого дерева» легко монтировать. В случае необходимости террасу из ДПК досок можно разобрать и собрать снова.
Срок гарантированной эксплуатации изделий из ДПК превышает 25 лет, такой долговечностью не могут похвастаться изделия из натурального дерева.

Сфера применения ДПК:

В промышленности: из дпк делают пирсы, поддоны, мусорные контейнеры, детали интерьера автомобилей
В интерьере: перила, декоративные профили, лестницы, звукоизоляционные панели
В дачном и городском дизайне: как напольное уличное покрытие террас, обшивки домов, для детских площадок, отделки площади у бассейнов, изготовления заборов и элементов садово-парковой архитектуры (пергол, скамеек, беседок)

Универсальность применения данного материала только увеличивает популярность его применения.
Приобрести из древесно-полимерного композита в Москве можно, позвонив по телефону, указанному на сайте.