貴州木質(zhì)纖維淺談木材和天然纖維復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀

多年來，科研院所和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室一直致力于木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）的研發(fā)，并將這些材料用于消費(fèi)品的小批量生產(chǎn)。迄今為止，有關(guān)的批量僅在裝飾市場(chǎng)可以見到。但似乎現(xiàn)在已經(jīng)到了將這些材料進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)的時(shí)候了。最終的產(chǎn)品外觀更精致，就像純塑料制品一樣；由于使用了木材和天然纖維，它們很引人注目，看起來更天然，并且觸感非常好，所需的塑料也較少——這有利于對(duì)環(huán)境的影響。其機(jī)械性能也不可小看。但最重要的部分就是：這種產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者有吸引力。 

市場(chǎng)數(shù)據(jù)

歐洲每年大約生產(chǎn)40萬噸木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）。其最重要的應(yīng)用市場(chǎng)是裝飾，用于汽車內(nèi)飾和消費(fèi)品的輕質(zhì)部件，例如玩具。

在nova-Institute最新的市場(chǎng)研究報(bào)告《木塑復(fù)合材料（WPC）和天然纖維復(fù)合材料（NFC）：2012年歐洲和全球市場(chǎng)及在汽車和建筑領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢(shì)（http://bio-based.eu/markets）》中，列出了60家商用WPC和NFC顆粒生產(chǎn)商及貿(mào)易商的網(wǎng)絡(luò)地址，以及他們所使用的塑料和纖維。

木材和天然纖維復(fù)合材料中最常使用的塑料就是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、和聚氯乙烯（PVC），以及一些生物基聚合物，如生物PE和聚乳酸（PLA）也有使用。木質(zhì)纖維在許多變體中都有使用；天然纖維的主要競(jìng)爭(zhēng)者是竹子、亞麻和大麻。

過去幾年里，許多生產(chǎn)商、全球企業(yè)和類似的中小型企業(yè)都有業(yè)務(wù)。只有新開發(fā)的專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施才使消費(fèi)品制造商能夠利用新材料，并且沒有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。更高的質(zhì)量看起來遠(yuǎn)超過為稍高的顆粒獎(jiǎng)品所做的補(bǔ)償。在歐洲，所有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)總額的15%（等于40萬噸）是用木材，或類似大麻、洋麻等韌皮纖維的天然纖維來增強(qiáng)的。

這些15,000噸所謂生物基復(fù)合材料只有一小部分是注塑成型的，在2012年，纖維的平均含量為42%。根據(jù)nova-institute對(duì)于此種復(fù)合材料的調(diào)查，所選擇的聚合物92%是聚丙烯（PP）；使用生物基聚合物基體的比例為6%，剩下的2%使用了聚乙烯（PE）基體。在注塑成型里，木纖維占了80%的份額；應(yīng)用的其他纖維來源還有木漿、竹子、麻等天然纖維，以及草和纖維素廢料等。與擠出WPC或模壓NFC制品相比，為什么注塑成型的WPC和NFC產(chǎn)物的總量仍這么??？

專家認(rèn)為，可以在市場(chǎng)結(jié)構(gòu)中找到許多具體的原因。生物基顆粒的價(jià)格往往比傳統(tǒng)顆粒的更高，而且有關(guān)這種材料的知識(shí)需要了解得更多，也就是說，既不是塑料，也不是木材，但卻具有新特性的復(fù)合材料。

首先必須具備通過新的工藝參數(shù)來控制工藝過程的能力，比如化合物的附加干燥，或者降低工藝溫度的必要性等。與標(biāo)準(zhǔn)的聚合物相比，使用天然纖維也使得工具表面更好，且更加有必要。如果WPC或NFC顆粒在加工前沒有得到充分的干燥，基體中木材含有的水分就會(huì)在高的加工溫度下釋放出來，并促使有機(jī)酸從半纖維素中自由分離，然后腐蝕金屬部件。其結(jié)果是，模具表面變成褐色或黑色，且注塑部件的表面看起來不夠好。

集中清潔和使用表面添加劑是短期的措施，但若要取得長期的成功，則需要集中預(yù)干燥。加工人員必須了解所有不同于標(biāo)準(zhǔn)聚合物工藝的變化，如較低的溫度。好的結(jié)果往往不會(huì)通過在塑料標(biāo)準(zhǔn)加工過程中測(cè)試WPC來輕易獲得，令人沮喪的經(jīng)驗(yàn)使得用戶得出了WPC不起作用的結(jié)論。在注塑成型中，過程控制是使用生物基復(fù)合材料最大的市場(chǎng)障礙之一。

到目前為止，主要是一些小的制造商和貿(mào)易商在供應(yīng)WPC和NFC顆粒，利用有限的技術(shù)支持和經(jīng)常缺失的數(shù)據(jù)來模擬。但自從普立萬（PolyOne），這家化合物領(lǐng)域的世界領(lǐng)先企業(yè)之一開始供應(yīng)他們新開發(fā)的新材料時(shí)，情況正在發(fā)生變化，這種新材料是用特殊的工業(yè)生產(chǎn)木質(zhì)纖維來增強(qiáng)的：普立萬開啟了天然纖維增強(qiáng)解決方案在許多高要求的終端應(yīng)用和市場(chǎng)的工業(yè)應(yīng)用，包括汽車領(lǐng)域。普立萬的reSound? NF在形狀和性能方面具有較高的穩(wěn)定性，在全球范圍都有供應(yīng)。這兩個(gè)特性是天然纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中最重要的跨越。

普立萬的reSound? NF含有的生物基容量占到了重量的30%，由一類輕質(zhì)工程木質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料，以及一種新的耦合技術(shù)和一項(xiàng)特定的合成工藝組成。到目前為止，reSound NF已經(jīng)在經(jīng)過第一個(gè)官方OEM批準(zhǔn)的情況下，在一個(gè)至關(guān)重要的半結(jié)構(gòu)應(yīng)用上證明了其在汽車應(yīng)用上的輕質(zhì)潛力，并且繼續(xù)由幾個(gè)關(guān)鍵OEMs和其層級(jí)進(jìn)行評(píng)估。