Especificaciones técnicas y aplicaciones de ingeniería del material compuesto de madera-plástico (Wood-Plastic Composite, WPC)

Resumen: Los compuestos de madera-plástico (WPC) se refieren a materiales compuestos respetuosos con el medio ambiente fabricados mediante la combinación de resinas termoplásticas (como polietileno, polipropileno y cloruro de polivinilo) con fibras vegetales (como harina de madera, cáscara de arroz y paja) mediante procesos de composición a alta-temperatura y alta-presión. Este artículo analiza sistemáticamente la composición, estructura, características de rendimiento y áreas de aplicación de estos materiales.

1. Composición del material y características del proceso.

1.1 Sistema de componentes y proceso de preparación.

El contenido de fibra vegetal en los materiales compuestos de WPC oscila entre el 35% y el 70% (en masa) y se procesa en perfiles estructurales mediante extrusión, prensado en caliente o moldeo por inyección con una matriz plástica. La estructura en capas típica incluye: una capa resistente al desgaste- de 0,5-1,2 mm (reforzada con alúmina-), una capa decorativa de 0,8-1,5 mm (papel impregnado con vetas de madera) y una capa de sustrato de 3-25 mm (núcleo compuesto de fibra y plástico).

1.2 Parámetros clave de rendimiento

1.2.1 Propiedades físicas y mecánicas

El coeficiente de expansión térmica es inferior a 4,5×10^-5/grado (longitudinal), el módulo elástico es superior a 3,5GPa y la tasa de absorción de agua en 24 horas es inferior al 0,5%, lo que cumple con los requisitos de la norma ASTM D7031. Tiene una importante resistencia a la fluencia (deformación<1.2% in 1000h) and anti-biodegradation performance (termite infestation grade 0).

1.2.2, aplicabilidad del procesamiento

Se puede implementar mecanizado de precisión CNC (velocidad de corte 120-250 m/min), la fuerza de agarre del clavo es superior a 800 N (ASTM D1761) y la tasa calificada de procesamiento secundario es superior al 98 %. La superficie se puede procesar adicionalmente mediante recubrimiento UV, transferencia de calor y otros procesos.

1.2.3, coordinación ambiental

La tasa de utilización de materias primas es del 92% (la proporción de plásticos reciclados es superior al 60%), la liberación de COV es<50μg/m³ (GB/T 29899-2013), and the recycling rate of materials is 100% (ISO 14021).

2. Sistema de aplicación de ingeniería.

2.1 Ingeniería de decoración de edificios

-Sistema de piso para exteriores: se utilizan perfiles de 8 a 25 mm de largo para la instalación a tope (la tolerancia de la junta es inferior a 0,3 mm), lo cual es adecuado para aplicaciones comerciales especificadas en las normas ASTM F2942.

-Sistema de muro cortina: comportamiento al fuego B1 (GB 8624-2012), prueba de resistencia a la intemperie (3000h QUV) ΔE<2.5.

2.2 Campo de equipos industriales

-Vehículo logístico: la carga dinámica del palet es superior a 1500 kg (ISO 8611), grado de resistencia a la corrosión química IP6X.

-Piezas interiores de automóviles: densidad 1,1-1,3 g/cm³, entre un 15 % y un 20 % menos de peso que los materiales tradicionales.

3. Comparación y análisis de propiedades de materiales.