Главная » Дерево

Древесно полимерный композит что это такое




Древесно-полимерные композиционные материалы. Некоторые термины и факторы развития.

Роль древесины в развитии мирового хозяйства переоценить невозможно, настолько она велика как в историческом плане, так и на уровне современных задач. Однако, в последние десятилетия натуральная древесина в народном хозяйстве постепенно дополняется или заменяется искуственными древесными материалами - композитами.

В настоящее время по объемам производства древесные композиты занимают в мировой экономике одно из первых мест. Они включают в себя большую номенклатуру разннообразных по свойствам и методам производства материалов. Эта группа быстро развивается в количественном и в качественном отношении.

Древесно-полимерные композиты являются частью более общей группы древесных композиционных материалов.

Основным исходным продуктом для производства древесно-полимерных композиционных материалов (ДПК) является натуральная древесина или (и) ее отходы. Вторым важнейшим компонентом ДПК является термореактивный или термопластичный полимер (смола).

В какой то степени, идею древесно-полимерных композитов можно представить следующим образом: круглое и не вполне однородное по свойствам бревно разделяется на фрагменты меньшего размера, которые затем вновь соединяются в другие технологически более удобные формы.

После дезинтеграции худшие фрагменты материала могут быть изъяты или более равномерно распределены внутри композита. Ориентировочный полезный выход древесины (из бревна) для некоторых древесных композиционных продуктов приведен на диаграмме ниже:

В состав древесно-полимерных композитов могут также входить разнообразные химические добавки, а также физические структурные элементы ( металл, стекло, бумаги, пластики, в т.ч. пенопласты и т.д. и т.п.) в различных геометрических формах - листовых, пленочных, стержневых, волокнистых, специальных и т.д. и даже наночастицы.

В силу столь широко разнообразия дать единое определение для ДПК не так просто. В общем случае, можно предложить следующее.

В данном случае под словом материалы мы подразумеваем и готовые древесные композиционные изделия ( например - дверные полотна, конструкционные теплоизолирующие панели, изделия мебели или их элементы, готовые строительные конструкции и т.д.)

Опыты успешного комбинирование древесины с другими материалами уходят в глубокую древность ( костяные наконечники для деревянных копий и стрел, комбинированные древесно-костяные луки, древесно-кожанные щиты и т.д. и т.п.).

Первым индустриальным ДПК можно считать листовую клееную фанеру, производство которой было организовано в 19 веке из строганого и лущеного древесного шпона и природных клеев. Однако, важнейшей технической и экономической предпосылкой для развития производства ДПК стало изобретение и освоение производства синтетических полимеров, в первую очередь, - фенолоформальдегидных смол.

Традиционные материалы в течение столетий являвшиеся основой машиностроения и строительства уже не могли обеспечить решение возникших новых инженерно-технических, архитектурно-строительных и дизайнерских задач. Потребность мировой индустрии в первой половине 20 века в новых прочных и технологичных материалов для строительства и машиностроения, а также производства разнообразных товаров народного потребления стала основной движущей силой развитии производства новых материалов, в том числе и древесено-полимерных композитов.

В первой половине прошлого века ДПК нашли самое широкое применение в автомобилестроении, самолетостроении, вагоностроении, судостроении, в производстве разнообразных станков и машин. Во второй его половине на основе ДПК начинается индустриальное производство деревянных домов и мебели.

В 80-е годы возникло мнение, что ДПК, и особенно древесностружечные плиты, устаревают как класс и могут быть заменены на другие, более совершенные и современные материалы. Сегодня почвы для таких разговоров уже нет, более того, ДПК считаются в мире одним из наиболее современных и передовых направлений среди конструкционных материалов.

Причиной этой переоценки стало лучшее понимание вопросов мировой ресурсной базы, а также проблем частной и общей экологии.

В настоящее время большую часть в производстве ДПК занимают клееная фанера, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, производимые с применением термореактивных смол, преимущественно феноло- и мочевино-формальдегидных. Однако, в последние годы быстро растет интерес к получению готовых изделий, в т.ч. пространственных строительных конструкций, профилей и формованных элементов, в т.ч. на основе термопластичных смол.

Возрастает интерес потребителей к использованию в ДПК матриц из природных полимеров, а так же различных комбинированных связующих, в т.ч. совместному применению термопластичных и термореактивных полимеров. Наряду с использованием в ДПК традиционных пород древесины растет интерес к применению других целлюлозосодержащих материалов - бамбука, тростников, солом, конопли, отходов производства льна, шелухи зерновых культур, стеблей хлопчатника, ореховых скорлуп, различных видов соломы и т.д. и т.п.

(температура, давление и др. воздействия).

ДПК могут быть многокомпонентными, в т.ч. гибридными, включающие несколько разных наполнителей и не только древесных, каждый из которых имеет в структуре композита свою роль.

В качестве наполнителей В ДПК могут использоваться самые разнообразные искусственные и природные вещества в различных формах ( крупноразмерные, листовые, волокнистые, дисперсные, мелкодисперсные, микродисперсные, наночастицы).

Особое место в номенклатуре ДПК занимают декоративные древесно-полимерные материалы, используемые для решения архитектурных и дизайнерских задач и потребность в которых постоянно возрастает.

Сравнительная плотность некоторых древесных материалов (кг/м3) показана на диаграмме ниже.

Классификация древесно-полимерных композиционных материалов.

- массивная клееная древесина

- слоистая клееная древесина

Б. Мелкоструктурные ( древесностружечные плиты, МДФ и т.п.)

В. Комбинированные (может включать и крупноструктурные и мелкоструктурные элементы)

Жидкое дерево или ДПК - древесно-полимерный композит

В современном строительстве от стройматериалов ждут не только эстетичности, но и практичности, простоты монтажа и ухода, а главное — экономичности! Среди самых перспективных новинок, отвечающих этим параметрам, выделяется ДПК — древесно-полимерный композит .

Что же такое ДПК? По сути своей, это смесь дерева и пластика, причем соединение этих двух основных составляющих ДПК и вправду происходит в расплавленном, жидком виде с последующим отвердеванием конечного изделия. Именно поэтому ДПК называют еще «жидким деревом» либо «древопластиком».

Необходимость появления такого строительного материала была продиктована желанием получить альтернативу дорогим сортам особо прочного, влагостойкого дерева, т. е. возникла потребность в тех же деревянных досках для пола, которые бы обладали улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Главными ингредиентами ДПК являются древесные волокна (преимущественно отходы деревообрабатывающего производства, как-то: опилки, щепа, древесная мука) и полимеры в качестве связующих веществ. При этом получающийся в итоге материал — древесно-полимерный композит (ДПК) — обладает лучшими свойствами и дерева, и полимера.

От древесных качеств ДПК перенимает практически аутентичную эстетику древесины (рисунок, текстуру, цвет), а также теплоту и даже аромат дерева кроме того, ДПК безопасен для окружающей среды и человека.

Полимерная составляющая «наградила» ДПК следующими свойствами:

  • влагостойкость, в разы превышающая стойкость обычной древесины
  • износостойкость и прочность поверхности, не страшащейся ни дамских шпилек с металлическими набойками, ни когтей домашних любимцев. Кроме того, поверхность ДПК не скользит даже в увлажненном состоянии
  • устойчивость к значительным и резким колебаниям температуры, а также к длительным воздействиям как экстремальных морозов или жары, так и интенсивного ультрафиолетового излучения
  • неподверженность гниению, коррозии, плесени, грибку и пагубным воздействиям насекомых
  • легкость монтажа, при котором изделия из ДПК точно так же, как древесина, легко пилятся, режутся и высверливаются
  • крайняя неприхотливость ухода, не требующего регулярной циклевки, покраски, лакировки и других утомительных и затратных манипуляций
  • возможность вторичной переработки отходов из ДПК либо отслуживших свое изделий
  • исключительная долговечность (даже напольные покрытия из древесно-полимерного композита могут прослужить четверть века)
  • экономичность: если сравнивать ДПК и древесину с аналогичными технико-эксплуатационными характеристиками, то цена дерева в разы превысит стоимость композитных изделий при идентичном конечном результате.

Ввиду такой богатой палитры характеристик древесно-полимерный композит нашел свое применение во множестве конструкций, сооружений и строительных изделий.

Благодаря своей влагостойкости ДПК стал популярен при строительстве бортиков и террас у бассейнов, и даже палуб судов, причалов, пирсов и мостов. Более того, уже вовсю производятся морские сваи из этого удивительного материала!

Прочность и износостойкость позволили ДПК стать востребованным в качестве материала для напольных покрытий на верандах, террасах, в гаражах, на спортивных, танцевальных площадках и т. п.

Устойчивость к температурным колебаниям, ультрафиолету и разлагающим органическим процессам привела «жидкое дерево» в сад в качестве главного материала для возведения беседок, садовых дорожек, оград, калиток, заборов и т. п.

Все качества в совокупности, а также легкий вес (ведь профиль из ДПК можно производить пустотелого типа) и простота монтажа нашли свое применение в облицовке фасадов домов, наподобие евровагонки или сайдинга.

Экологичность ДПК позволяет задействовать его не только в наружной отделке. Из «жидкого дерева» изготавливают подоконники, столешницы и даже мебель и межкомнатные двери.

Среди самых специфических сфер применения ДПК можно назвать изготовление опалубки из «древопластика»: легковесной, но прочной, легко монтирующейся и отлично держащей форму, влагостойкой и исполняемой в самых разнообразных конфигурациях.

Создатель ДПК — итальянский концерн «ICMA San Giorgio», который в 1970-х годах получил патент на новый строительный материал. До этого изобретения компания специализировалась на традиционной деревообработке, а также изготовлении разнообразных полимеров и пластиковых изделий. Обострившаяся проблема утилизации отходов двух этих производств и нашла свое решение в принципиально новом материале.

Правда, мгновенного успеха данная технология не получила ввиду необходимости точнейшим образом соблюдать, для достижения желаемого конечного продукта, технологический цикл производства материала, а также качество сырья. Лишь после долгих усовершенствований процессов производства и свойств конечного продукта композитные материалы получили заслуженное признание потребителей, но произошло это уже в другой стране и значительно позднее — в 90-х годах прошлого века.

Состав древесно-полимерного композита с течением времени и совершенствованием технологий постепенно менялся и на сегодняшний день представляет собой следующее соединение:

Наполнитель из натурального дерева в сильно измельченном виде, вплоть до древесной муки. Наполнитель придает материалу основной объем.

Связующий компонент — полимер. Применяют три вида полимера, в зависимости от назначения конечного продукта: полипропилен, полиэтилен или поливинилхлорид (более знакомый нам как ПВХ). Полимер связывает частицы наполнителя в единый конгломерат.

Добавки или, иначе, аддитивы — химические вещества и соединения, предназначенные для придания ДПК того или иного свойства в той либо иной степени. Например, колоранты применяют для равномерного, насыщенного и стойкого цвета композитных досок модификаторы усиливают прочность конечного продукта, а также помогают «держать форму» полученному изделию лубриканты служат для повышения влагостойкости ДПК и ускоряют экструзию материала вспенивающие агенты уменьшают вес и совершенствуют поверхность материала наконец, биоциды гарантируют 100%-ную устойчивость ДПК к органическим пагубным воздействиям (от плесени и грибка до жучков-короедов).

Однако и у такого замечательного современного материала, как ДПК, есть свои слабые места. Так, в частности, он плохо выдерживает одновременное сочетание двух неблагоприятных факторов: высокой влажности и высоких температур — например, в сауне или бане. Также ДПК нужно монтировать с соблюдением требований к его вентилированию, иначе есть риск заплесневения материала, несмотря на специальные добавки в его состав, служащие для предотвращения этой неприятности. Еще одним минусом композитных досок является их дороговизна, по сравнению с бюджетными сортами древесины. Так, ближайший конкурент ДПК лиственница обойдется дешевле, порой даже вдвое, при практически идентичном наборе качеств (см. таблицу).

Тем не менее, есть сферы применения, где эти два конкурирующих материала не смогут заменить друг друга: лиственница идеальна для бань, саун, в которых ДПК довольно быстро придет в негодность, и внутренней отделки помещений, а древесно-полимерный композит незаменим под открытым небом, где лиственница в отсутствие дополнительной регулярной обработки относительно быстро потеряет товарный вид.

Самым популярным в мире изделием из ДПК можно смело назвать декинг, или террасную доску. Она служит для создания напольных покрытий, как для внутренних помещений, в том числе и с повышенной влажностью (например, сауны или ванные комнаты), так и для наружных сооружений, таких как террасы, балконы, эксплуатируемые кровли и даже пирсы, пристани и, как мы уже упоминали, палубы кораблей.

Читайте также:

Декинг в форме традиционной террасной доски — это профильные изделия с различными конфигурациями сечения. В зависимости от предполагаемой нагрузки на будущее покрытие, производители декинга предлагают пустотелый или сплошной профиль. Пустотелый профиль (с внутренними полостями) используется при умеренных нагрузках на настил, например, при обустройстве дачной веранды или террасы. Сплошной профиль рассчитан на более серьезные нагрузки. Так, сплошную террасную доску применяют при организации парковочного места. Для дополнительного комфорта и защиты от скольжения декинг выпускают с рифленой поверхностью, но бывают профили и с гладкой поверхностью.

Еще одна разновидность покрытия для организации настилов вне помещений — садовой паркет. Он представляет собой плитку небольшого размера (как правило, 30х30 см) и состоит из пластиковой подложки, на которую при помощи шурупов крепятся планки из дерева или композита. Подложка снабжена системой крепления, позволяющей быстро и легко собирать и разбирать настилы из модулей. Садовый паркет не имеет сцепления с основанием и применяется для обустройства сезонных площадок или дачного участка в летний период.

Источники: http://c-a-m.narod.ru/wpc/wood-plastic-composites-defin.html, http://matstroy.net/st-mat/226-dpk.html


Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением