WPC materialı nədir və əsas tərkib hissələri hansılardır?

Sabit olmayan bir tərəfdaşlıq əsasında qurulmuş kompozit

Ağac-plastik kompozit, adətən qısaldılmış şəkildə WPC kimi adlandırılır, bir material deyil. Bu, lignoselluloz unun termoplastik matris daxilində yayıldığı ekstruziya və ya forma verilmiş qarışıqlar ailəsidir. Fikir kifayət qədər sadə görünür: ağacı götür, onu plastik içərisinə bağla və hər ikisinin ən yaxşı xüsusiyyətlərini əldə et. Amma realıq daha az əməkdaşlıq göstərir. Ağac unu hidrofilikdir, yəni havadan nəm çəkir. Əksinə, əksər ümumi termoplastiklər, xüsusilə polietilen və polipropilen hidrofobdur. Bu iki xüsusiyyət hər bir səthdə toqquşur və demək olar ki, WPC istehsalındakı hər bir formulasiya qərarı bu toqquşmanı idarə etməyə yönəldilmişdir, lakin son profilin iqtisadi effektivliyini pozmadan.

Bu gerginlik, WPC-ni mühəndislik baxımından maraqlı edir. Çəkisi üzrə 40–60 faiz ağac unu ehtiva edən bir məhsul heç bir sadə mənada "plastik taxta" deyil. O, sərt fazadan və elastik fazadan ibarət bir kompozit kimi davranır və onun sahədəki işləməsi, nəmlənmə və temperatur dövrü təsirləri altında bu iki fazanın bir-birinə yapışaraq qalmasına çox güclü şəkildə asılıdır.

Əslində əhəmiyyətli olan dörd komponent

Bazar dilini aradan qaldırın və tipik ekstruziya olunmuş WPC dörd funksional komponentdən ibarətdir. Birincisi, ümumiyyətlə, idarə olunan hissəcik ölçüsünə uyğun olaraq elektdə süzülmüş bir ağac zavodu tullantısı olan ağac unu və ya lif. İkincisi, ən çox yayılmış termoplastik matris — yüksək sıxlıqlı polietilen, baxmayaraq ki, müəyyən məhsul ailələrində polipropilen və PVC də istifadə olunur. Üçüncüsü, ağac səthindəki hidroksil qrupları ilə qeyri-qütbli polimer zəncirləri arasına kimyəvi körpülər yaradan, adətən maleik anhidridlə qraftlaşdırılmış poliolefin olan bir birləşdirici agent. Dördüncüsü, ekstruziya zamanı sürtünməni azaltmaq və səth keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün tez-tez metal stearat olan bir yağlayıcı və ya emal köməkçisi.

Nisbətlər tətbiq sahəsindən və istehsalçının əvəz etməyə hazır olduğu amillərdən asılı olaraq dəyişir. Ağac unu/HDPE kompozitinin nümayiş olunmuş formulasiyasında 54 faiz ağac unu, 40 faiz HDPE, 3 faiz yağlayıcı və 3 faiz birləşdirici istifadə olunub; daha az ağac unu ehtiva edən variantda isə 34 faiz ağac unu və 60 faiz HDPE istifadə olunub. Heç biri öz doğasında daha yaxşı deyil. Daha çox ağac unu ehtiva edən formulasiya sərtliyi artırır və ağac kimi hiss olunmasını təmin edir, lakin eyni zamanda nəmə matris içərisinə daxil olmaq üçün daha çox yol açır.

Rəqəmlər haqqında qeyd: Dərc olunmuş tədqiqatlardan və təchizatçıların açıqlamalarından əldə edilən formulasiya məlumatları konkret ticari məhsulun performansını proqnozlaşdırmaq üçün deyil, tendensiyaları başa düşmək üçün faydalıdır. Həqiqi istehsal formulasiyaları dolqunun quruluğu, kalıp dizaynı, xətt sürəti və hədəf bazarına uyğun olaraq düzəldilir və bu düzəlişlər əksər hallarda ictimai sənədlərdə əks olunmur.

Qarışığın ölçülməsi mümkün davranışa çevrilməsi

Odun məzmunu ilə mexaniki xüsusiyyətlər arasındakı əlaqə xətti deyil və yalnız bir istiqamətə yönəlmir. Odun ununun 40–60 faiz aralığında artdığı HDPE sisteminə görə sıxlıq təxminən 1,05-dən 1,10 q/sm³-ə qədər artır, sərtlik də yüksəlir, lakin bükülmə möhkəmliyi təxminən 37,5 MPa-dan 27,5 MPa-ya enir. Bükülmə modulu isə əksinə artır. Kompozit daha qatı, lakin pozulmadan əvvəl daha az elastik olur. Təkrar emal edilmiş polipropilen WPC-ləri üzərində aparılan başqa bir tədqiqat göstərdi ki, odun məzmununu 50 faiz və ya ondan aşağı saxlamaq ümumi mexaniki balans üçün ən güclü nəticəni verir və yağlayıcıdan çoxlu istifadə etmək şişməni artırır və ölçülmüş bütün mexaniki xüsusiyyətləri zəiflədir.

Bu cədvəl xüsusi olaraq sadələşdirilib. Əsl mesaj budur ki, "daha çox ağac" keyfiyyət yaxşılaşdırması deyil. Bu, mübadilədir. Bir döşəmə lövhəsi və bir divar paneli eyni növ mübadiləni tələb etmir və sərtlik üzrə qalib gələn bir formul, yaş dövründən sonra ölçülərin sabitliyi üzrə məğlubiyyətə uğraya bilər.

Material sahədə problemlər yaşayır

Ən davamlı sahə problemi çürümə deyil, nəmlikdir. WPC döşəmələri üzərində aparılan laboratoriya testləri göstərir ki, normal şəraitdə göbələk çürüməsi ehtimalı azdır, çünki nəmlik səviyyəsi adətən çürüməni təmin edən təqribən 25 faizlik həddin çox aşağısında qalır. Zərər daha tez və daha mexaniki olaraq baş verir. Su udulması elastikliyin əyilmə modulunu əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər; bir tədqiqatda bu itirmənin 40–50 faiz aralığında olduğu, həmçinin şişmə və yığılma hərəkətlərinin isə 22–29 faiz aralığında olduğu qeyd edilmişdir. Ağac zərrəcləri şişir, polimer matrisi isə bunu izləmir və interfeys yorulmağa başlayır. Çatlar iki fazanın əvvəldən tam olaraq birləşdirilmədiyi yerlərdə yaranır.

Nəmli cənubi bölgədə bir kimya zavodunda aparılan bərpa layihəsində xatırlanmalı bir hadisə var. İlk növbədə WPC gəzinti lövhələri az təmir tələb etməsi səbəbindən seçilmişdi. Bir neçə mövsümdən sonra qapalı olmayan kəsilmə uçları əhəmiyyətli şişmə göstərdi və səthdə ekstruziya istiqamətində çatlar meydana gəldi. Lövhələr strukturca tamamilə dağılmamışdı, lakin onlar ayaq altında rahatsızlıq yaratmağa və vizual olaraq yorulmuş görünməyə başladı. Dəyişdirilmiş spesifikasiya daha qalın polimer örtüklü kaplamalı və ya birgə ekstrudə edilmiş profillərə və qapalı uç detallarına doğru yönəldi. Bu dəyişiklik nəmin hərəkətini tamamilə aradan qaldırmadı, lakin nüvənin kütləvi su ilə təmasa çıxması sürətini yavaşlattı.

Odunun yanma xüsusiyyətləri də dürüst qiymətləndirməyə layiqdir. WPC-lər ümumiyyətlə polimer matrisinin yanıcı material təmin etməsi və damlama yaratması səbəbindən işlənməmiş bərk ağacdan daha çox yanğın təhlükəsi daşıyır. Alov geciktiricilər qiymətləndirməni yaxşılaşdıra bilər, lakin onlar tez-tez möhkəmlik və emal oluna bilərlilik xüsusiyyətlərində itki ilə əvəz olunur. Qanunla tənzimlənən xarici divar üçün nəzərdə tutulan kompozit, ümumi material texniki xarakteristikaları siyahısına deyil, həmin konstruksiya üçün müvafiq yanğın sınaq standartına uyğun qiymətləndirilməlidir.

Təkrar emal mümkündür, lakin şərti xarakter daşıyır. WPC-dən qalan kəsintilər və istifadə müddəti bitmiş profillər yenidən öğütülə və təkrar emal edilə bilər; ancaq təkrarlanan termik dövrlər polimer zəncirlərinin parçalanmasına və lif uzunluğunun qısalmasına səbəb olur. Qapalı dövr təkrar emalı real bir yoludur, lakin sonsuz hərəkət maşını deyil.

Formulalar siyahısı xaricində nəyə diqqət yetirmək lazımdır

Kağız üzərində verilən formul yalnız hekayənin bir hissəsini izah edir. Ekstruziya temperatur profili, vint konfiqurasiyası, die dizaynı, soyuma sürəti və ağac ununun qarışdırılmadan əvvəlki nəmlik miqdarı koupling agentinin işini necə yaxşı yerinə yetirəcəyini təsir edir. Kifayət qədər qurudulmamış un profil die-dən çıxmadan əvvəl interfeysi hidroliz edə bilər və heç bir aşağı axın yoxlaması bu zərəri aradan qaldıra bilməz. Kommerciya sahəsində isə sabit profil ilə problemləri olan profil arasındakı fərq çox vaxt təchizatçının doldurucunun qurudulmasını, əlavələrin dozalanmasını və ölçüsünə uyğunluq təmin edilməsini bir neçə subkontraktorlar arasında deyil, öz bazasında idarə edib-etməməsindən asılı olur.

Belə istehsalat disiplini, oufei kimi bir təchizatçının əhəmiyyətli olduğu yerdir. Şirkət mərkəzləşdirilmiş istehsal bazasından bir neçə ekstruziya və laminasiya xəttini idarə edir; WPC qapı panel və bağlı profillər üzərində daxili nəzarətə malikdir və praktiki üstünlük yalnız bir spesifikasiya nömrəsi deyil. Bunun əvəzinə, formulasiya, qurutma, ekstruziya və səth bitdirmə proseslərini tək bir keyfiyyət sistemi altında saxlamaq imkanıdır ki, yuxarıda təsvir olunan material davranışını sifarişdən sifarişə qədər proqnozlaşdırıla bilən bir intervalda saxlasın.

WPC ağacın birbaşa əvəzi deyil və qorunması lazım olmayan bir material da deyil. Bu, performansı ən zəif interfeys ilə məhdudlaşdırılan mühəndislik kompozitidir. Komponentləri, nisbətləri və nəm keçid yolunu başa düşmək materialın seçilməsi ilə onun təxmin edilməsi arasındakı fərqdir.