新型木塑复合材料

澳大利亚林欧洲杯线上买球业学院的木材科学研究人员俄勒冈州立大学已经开发出比现在任何类似产品都更坚固、更便宜的新型木塑复合材料,这是这个不断发展的行业的一个重大突破。

木塑复合材料,通常用于户外装饰,是木塑复合材料行业发展最快的组成部分之一。一些预测显示,这些产品在20世纪90年代中期仅用于不到1%的铺面,到2010年可能占据20%的市场份额。

OSU木材科学与工程系副教授李凯昌(Kaichang Li)表示:“由木材和塑料制成的复合产品因其低维护性和耐腐性而备受青睐。”。但由于木材纤维和塑料之间的附着力不足,其成本高、强度低,使用受到限制欧洲杯线上买球

李说,从根本上说,这是因为木材和塑料就像油和水一样,不能很好地混合。木材是亲水性的,它吸收水分,而塑料是疏水性的,排斥水分。“相容剂”,通常是一种聚合物,在这些产品中连接木材和塑料之间的界面,改善应力传递,增加强度和刚度。

新的木塑复合材料使用了李的实验室开发的高级相容剂,以及一种用于混合木材和热塑性塑料(如尼龙)的创新技术,其中塑料的熔化温度高于木材的降解温度。

通过这种方法,新的木塑复合材料可以使用非常便宜的塑料,如旧地毯纤维中发现的塑料——其中约44亿磅现在每年被浪费掉,进入垃圾填埋场,在那里它们的生物降解速度极慢,并造成了严重的废物处理问题。

他们还可以为改善利用俄勒冈州森林间伐所需的低级木质生物量打开大门,而这正越来越多地用于改善森林健康和防止灾难性野火。专家说,更好地“增值”使用这种木纤维可能很重要。

专家们说,这项技术可能会促使木塑复合材料产业向新型产品和用途的重大扩张。特别是,这些产品可能有助于进一步取代用化学防腐剂处理过的木材,其中一些由于健康和环境问题已经被禁用。

“这种新材料远远优于目前木塑复合材料市场上的任何产品,”李说。“它应该成为一个重要的新产品和具有快速增长潜力的行业。”

到目前为止,这种新产品的研究只是在实验室规模上进行的。研究结果已发表在《应用聚合物科学杂志》和其他专业出版物上。欧洲杯线上买球

科学家们现在希望以更接近工业规模的方式复制这一发现,他们将能够利用俄勒冈州黎巴嫩恩特克公司向OSU提供的价值18万美元的挤出机来实现这一目标。恩特克公司是一家生产生物基复合材料挤出机的公司。

科瓦利斯的一家当地初创公司,可持续工业集团有限责任公司也在支持这项研究。俄勒冈州纳米科学和微技术研究所(Oregon Nanoscience And Microtechnologies Institute)为安装新设备提供了支持,该设备还具备生产纳米欧洲杯线上买球复合材料的能力。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩

新的木塑复合材料只是李的研究项目中新的粘合剂和材料的最新进展。在过去的几年里,他的研究也开始了木材粘合剂的革命。受海边贻贝在海浪冲击下仍能附着在岩石上的启发,李发现了欧洲杯足球竞彩它们的秘密——一种不同寻常的粘合剂,可以通过对大量廉价大豆蛋白的改性来模仿。改性大豆蛋白可用作生产胶合板、刨花板和其他木材复合板的粘合剂,而不会产生与传统木材粘合剂相同的致癌甲醛烟雾。

该专利粘合剂已被哥伦比亚森林产品公司(Columbia Forest Products)用于生产木质复合板,该公司是美国最大的室内装饰板生产商。面对快速增长的需求,哥伦比亚森林产品公司的所有胶合板工厂都已转换为使用新技术。

最新的创新之一,仍处于早期研究阶段,是用于橡胶制品的木质纤维素晶体。像轮胎这样的产品现在经常在其制造过程中使用二氧化硅,这会产生废物处理问题。木材——一种可再生材料——的使用可能会解决这个问题,有朝一日,这个国家的轮胎至少部分由树木制成。

http://www.oregonstate.edu

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