Древесно-полимерный композит

Термопластичные древесно-полимерные композиционные материалы (ДПК) представляют собой сравнительно новую группу древесно-полимерных композитов, отличающихся от традиционных  тем, что в них в качестве полимерной матрицы используются безопасные и распространенные термопластичные полимеры — полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.

Термопластичные  ДПК состоят из  измельченной древесины ( или другого наполнителя — рисовой шелухи, измельченной мукулатуры и т.д.) термопластичного полимера , красителей  и  некоторых технологических и функциональных добавок, обеспечивающих  реализацию производственного процесса и получение готовых продуктов с заданными техническими и потребительскими характеристиками. Следует заметить, что состав и качество ингредиентов

напрямую влияет на качество конечного продукта и применение в производстве ДПК дешевых или плохо подготовленных составляющих неизменно ухудшает те, или иные свойства композита.

Что такое – ДПК?

Технология изготовления изделий из ДПК  принципиально проста —  компоненты композита смешиваются при определенной температуре и давлении  до получением гомогенной пластичной массы – компаунда, которая затем поступает  на линии гранулирования по производству полуфабриката – грану ДПК, или непосредственно в специальный экструдер для получения погонажных изделий заданной формы. Процесс формирования профиля  происходит в последовательно установленных  фильерах – экструзионных головках, после чего, уже формованный профиль проходит через систему постепенного охлаждения и приобретает
свою конечную форму.  Нередко, для получения более эстетичного внешнего вида  , готовый профиль обрабатывают дополнительно –  наносят объемную текстуру  и  шлифуют различными абразивами.

Обычно, в качестве наполнителей ДПК используется древесная мука хвойных и лиственных пород древесины с размерами частиц менее 0,5 мм., в некоторых случаях производители добавляют и более крупные фракции -до 2-3мм. Одним из основных притягательных моментов  этого типа производства часто называют возможность использовать в качестве сырья различные целлюлозосодержащие  отходы (рисовую шелуху, льняную костру, ореховые скорлупки, подсолнечную лузгу, стебли хлопчатника и др.  сельскохозяйственных культур,  картонно-бумажные отходы и т.д.),  и вторичные пластмассы (пластиковые бутылки, пакеты, пленки и т.п.), что положительным образом сказывается на себестоимости композитов , однако, эта красивая  монетка имеет и обратную сторону – снижение практически всех характеристик и качества композита в целом.

Различные марки ДПК  имеют разный внешний вид.  Композиты,  содержащие больший процент полимеров , более схожи с пластмассой, а изделия,  содержащие большое количество  древесины,  напоминают по структуре  древесноволокнистые плиты типа MDF. Они могут иметь легкий запах древесины и довольно приятны на ощупь. ДПК с матрицей на  основе ПЭ/ПП с плотностью  в пределах  1100 — 1300 кг/м3 чаще предназначены для наружных отделочных работ, с матрицей на основе ПВХ  – для внутренних.  На основе ПВХ производятся также вспененные ДПК, имеющие плотность приблизительно 0,7 — 0,9 кг/м3. Практически  все ДПК, используемые для отделочных работ,  окрашиваются в массе,  реже — облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном. Количество влаги в ДПК после изготовления не превышает 0,5 %.Прочность ДПК сопоставима с прочностью натуральной древесины и др. древесных материалов (15-60 мПа).

От обычных пластмасс ДПК отличаются более высокой жесткостью и меньшей текучестью. Влагопоглощение качественного ДПК  не превышает 1-4 %.

Основные физико-механические характеристики композитов

ХарактеристикаASTMPSIМРА
Плотность г/смЗD7921,2-1,3
Предел прочности на разрывD638180612.45
Предел прочности при изгибеD790308421,26
Момент изгибаD7902751811897,31
Прочность на изгибD6109287119,79
Модуль изгибаD61093020322082,44
HDT 264D6482121,46
Прочность на вытяжение винтовD1761802/Н
Гигроскопичность %D10370,8-1,2
Твердость по Шору (кофф.твердые сорта дерева)GB2411-8068
Ударная вязкость по по Charpy Kд/м23-4
Относительное удлинение при растяжении % 0,5 — 1
Результат тестирования на выделение токсичных газов е случае пожараD638Норма
Использование по классу безопасности (КБ)3 \ 4Аналог EN 335-3
Класс пожарной защитыDIN EN 4102B2
Жаростойкость к сигаретамEN438Норма
Истираемость в течении 5 лет %0-1
Истираемость в течении 6-10 лет %3-4

Показатели содержания вредных веществ

НаименованиеПредельные показателиРезультаты тестаРезультат
Камдий  ( Cd )0,01% (100ррм)Не обнаруженТест пройден
Свинец ( Pd )0,1% (1000ррм)0,0044 %Тест пройден
Ртуть ( Hg )0,1% (1000ррм)Не обнаруженТест пройден
Хром (Vi ) (Cr 6+ )0,1% (1000ррм)Не обнаруженТест пройден
Бромбифинил ( PBBs )0,1% (1000ррм)Не обнаруженТест пройден
Бромдифинил ( PBDEs )0,1% (1000ррм)Не обнаруженТест пройден

Преимущества изделий из ДПК

Основные преимущества,  обеспечивающие высокие эксплуатационные качества изделий из ДПК:

  • Экономичность: Срок эксплуатации изделий из ДПК без изменения основных характеристик — до 25 лет. При себестоимости сравнимой с деловой качественной  древесиной хвойных пород  экономия достигается за счет снижения затрат на эксплуатацию , замены твердолиственных и хвойных ценных пород древесины , использования более дешевого пустотелого профиля из ДПК.
  • Технологичность: В реальных конструкциях ДПК успешно заменяют натуральную древесину, фанеру и древесные плиты, пластики, алюминий, сталь, бетон, обрабатываются теми же инструментами, что и древесина: легко пилятся, строгаются, сверлятся,  шлифуются, очень хорошо удерживают гвозди, скобы, шурупы, не требуют особого ухода и дальнейшей обработки лаками и красками, нет необходимости ламинировать, оклеивать или другими способами дорабатывать поверхность.
  • Стабильность: При неблагоприятных погодных условиях и в агрессивных средах практически не изменяется внешний вид и геометрия материала, высокая стойкость к выцветанию и выгоранию.
  • Водостойкость: Изделия из ДПК  влагостойки и водостойки, не поддаются коррозии, короблению и растрескиванию. Имеют минимальное водопоглощение , не нуждаются в защите при эксплуатации в уличных (атмосферных) условиях и в контакте с почвой. Некоторые марки ДПК могут эксплуатироваться в соленой воде, в щелочных и кислых средах.
  • Биостойкость: ДПК не поддаются воздействию микроорганизмов, грибов и насекомых. В специальных целях можно создавать композиции, препятствующие развитию всякой микрофлоры на поверхности изделий.
  • Экологичность: В отличие от многих видов отделочных материалов, ДПК не содержит  фенолформальдегидных смол . Связующее – полипропилен, полиэтилен, пвх — абсолютно экологически безопасен. В процессе эксплуатации изделия из ДПК не выделяют  вредных для человека соединений. При утилизации возможно вторичное использования материала с получением новых полноценных изделий.
  • Эстетичность: Изделия из ДПК имеют приятный внешний вид , окрашены в объеме . Возможны различные варианты цветовых решений и текстурирования поверхности
  • Травмобезопасность: Изделия из ДПК имеют ровную однородную поверхность, лишенную таких дефектов, как трещины, сучки, расщепление и т.д. Террасные доски и полы из ДПК не скользкие и травмобезопасные даже в мокрую погоду.

Благодаря этим сочетаниям характеристик и особенностей древесно-полимерные композиты могут с успехом работать в очень широком диапазоне тем и задач, но главная , и наиболее востребованная сфера применения  это , вне сомнений, область строительства и обустройства и с каждым годом этот эффективный отделочный материал все более укреплят свои позиции и становится привычным на наших строительных рынках и в магазинах.