Kompozyty polimerowo-drzewne

Na przestrzeni lat materiały tradycyjne stały się niewystarczalne. Dlatego też badacze zaczęli poszukiwania nowych materiałów o konkretnych, szczególnych własnościach, jakich nie mogą uzyskać tradycyjne materiały. Największym zainteresowaniem zaczęły cieszyć się materiały kompozytowe.

Materiał kompozytowy definiuję się jako materiał składający się z co najmniej dwóch składników, z których jeden pełni funkcje osnowy a drugi wzmocnienia. Składniki są tak dobrane, żeby każdy z nich zachował swoje własności, a jednocześnie nadał nowo wytworzonemu materiałowi kompozytowemu własności lepsze lub nowe.

W ciągu ostatnich lat można zaobserwować rosnące zainteresowanie materiałami kompozytowymi z tworzyw polimerowych wzmacnianych napełniaczami pochodzenia roślinnego, które stanowią alternatywę dla tradycyjnych napełniaczy. Jednym z powodów wytwarzania takich materiałów był wciąż rosnący koszt wytwarzania produktów polimerowych. Największą grupę zarówno w Polsce jak i w innych państwach stanowią materiały wzmocnione, ze względu na jego łatwą dostępność różnych gatunków drewna. Wciąż rosnące zainteresowanie materiałami kompozytami polimerowo-drzewnymi wynika z dobrych własności wytworów z nich otrzymanych, przez połączenie korzystnych cech zarówno osnowy jak i wzmacniacza.

 

Wśród kompozytów polimerowo-drzewnych [WPC - ang. Wood Polymer Composites] wyróżniamy trzy grupy: 

• Niskonapełnione kompozyty – od 10 do 40% masowych cząstek drewna,
• wysokokonapełnione kompozyty (najczęściej stosowane) – od 40 do 80% masowych cząstek drewna,
• upłynnione drewno – 90% masowych cząstek drewna.

Do produkcji osnowy WPC najczęściej wykorzystuje się polietylen (PE), polipropylen (PP) oraz polichlorek winylu (PVC). Główną zaletą stosowania polimerów jako osnowy jest mała nasiąkliwość, dzięki czemu WPC może być stosowany w miejscach narażonych na działanie wody. Natomiast jako napełniacz stosuje się drewno w postaci włókien lub mączki drzewnej. Jednak częściej stosuje się mączkę drzewną, ponieważ jest tańsza i łatwiejsza do przetworzenia.

Wspomnianą mączkę drzewną otrzymuje się poprzez rozdrobnienie odpadów, które powstały w procesach obróbki drewna, np. w tartakach. Skład mączki drzewnej zależy od gatunku użytego drewna, natomiast czystość od regionu pochodzenia drewna oraz jakości procesu powstawania odpadów.

Oprócz podstawowych składników stosuje się także środki pomocnicze, które pozwalają na uzyskanie rozmaitych komponentów do konkretnych zastosowań oraz minimalizację kosztów produkcji.

Produkcja kompozytów WPC składa się z trzech etapów:

1. Przetwórstwo napełniacza – mielenie, przesiewanie, suszenie.
2. Mieszanie napełniacza i osnowy.
3. Formowanie gotowych produktów poprzez: wtryskiwanie, wtłaczanie lub prasowanie.

 

Kompozyty WPC posiadają szeroką gamę zastosowań w miejscach, takich jak: werandy, tarasy, profile okienne lub drzwiowe, ławki, krzesła, stoły, doniczki czy dachy. Oprócz tego kompozyty te łatwo można poddać recyklingowi – poprzez zmielenie zużytego produktu i otrzymanie nowej mieszaniny napełniacz i osnowy, dzięki której można otrzymać nowy produkt.