Specifiche tecniche e applicazione ingegneristica del materiale composito legno-plastica (Wood-Plastic Composite, WPC)

Abstract: I compositi legno-plastica (WPC) si riferiscono a materiali compositi rispettosi dell'ambiente realizzati combinando resine termoplastiche (come polietilene, polipropilene e cloruro di polivinile) con fibre vegetali (come farina di legno, bucce di riso e paglia) attraverso processi di composizione ad alta-temperatura e alta-pressione. Questo documento discute sistematicamente la composizione, la struttura, le caratteristiche prestazionali e le aree di applicazione di questi materiali.

1. Composizione del materiale e caratteristiche del processo

1.1 Sistema di componenti e processo di preparazione

Il contenuto di fibre vegetali nei materiali compositi WPC varia dal 35% al ​​70% (in massa) e viene trasformato in profili strutturali mediante estrusione, pressatura a caldo o stampaggio a iniezione con una matrice plastica. La tipica struttura a strati comprende: strato resistente all'usura da 0,5-1,2 mm-(rinforzato con allumina-), strato decorativo da 0,8-1,5 mm (carta impregnata con venature del legno) e strato di substrato da 3-25 mm (nucleo composito in fibra di plastica).

1.2 Principali parametri prestazionali

1.2.1 Proprietà fisiche e meccaniche

Il coefficiente di espansione termica è inferiore a 4,5×10^-5/grado (longitudinale), il modulo elastico è superiore a 3,5 GPa e il tasso di assorbimento d'acqua nelle 24 ore è inferiore allo 0,5%, il che soddisfa i requisiti dello standard ASTM D7031. Ha una significativa resistenza al creep (deformazione<1.2% in 1000h) and anti-biodegradation performance (termite infestation grade 0).

1.2.2, applicabilità del trattamento

È possibile implementare la lavorazione di precisione CNC (velocità di taglio 120-250 m/min), la forza di presa del chiodo è superiore a 800 N (ASTM D1761) e il tasso qualificato di lavorazione secondaria è superiore al 98%. La superficie può essere ulteriormente lavorata mediante rivestimento UV, trasferimento di calore e altri processi.

1.2.3, coordinamento ambientale

Il tasso di utilizzo delle materie prime è del 92% (la percentuale di plastica riciclata è superiore al 60%), il rilascio di COV è<50μg/m³ (GB/T 29899-2013), and the recycling rate of materials is 100% (ISO 14021).

2. Sistema applicativo di ingegneria

2.1 Ingegneria dell'arredo edilizio

-Sistema di pavimento per esterni: per l'installazione di testa vengono utilizzati profili lunghi 8-25 mm (la tolleranza della giuntura è inferiore a 0,3 mm), adatti per applicazioni commerciali specificate negli standard ASTM F2942.

-Sistema di facciata continua: prestazione al fuoco B1 (GB 8624-2012), test di resistenza agli agenti atmosferici (3000 ore QUV) ΔE<2.5.

2.2 Settore delle attrezzature industriali

-Veicolo logistico: il carico dinamico del pallet è superiore a 1500 kg (ISO 8611), grado di resistenza alla corrosione chimica IP6X.

-Parti interne dell'auto: densità 1,1-1,3 g/cm³, peso inferiore del 15%-20% rispetto ai materiali tradizionali.

3. Confronto e analisi delle proprietà dei materiali