(清華大學材料系粉末工程實驗室，北京100083)
該研究得到了國家自然科學基金項目“礦物顆粒表面的納米調控及其在聚合物中的填充特性”、山東濱州華晨新型建材公司項目“壹年生植物稭稈填充制備塑木復合材料的開發”和張家港聯冠科技發展公司項目“塑木復合材料粉體改性及生產體系優化研究”的支持。
壹、內容介紹
(壹)主要特點
用滑石粉包覆木粉，然後用專用木塑加工設備將其與廢塑料加工成木塑復合材料。其特點是:①在纖維表面包覆超細滑石粉，可以降低復合材料擠出成型過程中的內阻，達到改進加工工藝、改善材料性能的效果。(2)由於滑石粉的加入，降低了粘度和能耗，提高了材料的力學性能、耐候性和耐熱性。③利用計算機輔助塑料模具分析軟件設計的復合型材擠出專用模具，在成型過程中能有效提高產品的力學性能、尺寸精度和生產效率。④該系列設備設計合理，結構緊湊，操作簡單，生產過程全電腦控制，自動化程度高，無汙染，噪音低，單機產量高，擠出速度快。
在大量實驗的基礎上，從設備結構設計、系統配置優化等方面進行工程化開發。
(二)綜合特色與創新
在研發塑木復合材料加工工藝過程中，以理論研究和應用實踐為基礎，借鑒國內外先進技術，從國情和市場需求出發，通過優化組合，努力做到工藝合理、節能降耗。其技術創新如下。
1)木粉包覆滑石粉在擠出過程中可以降低熔體粘度，起到潤滑劑的作用，改善加工工藝，降低能耗，提高木塑復合材料的綜合理化性能。
2)研究了滑石粉的相關包覆改性工藝和配方。原料中95%以上是廢塑料、礦粉和農業廢棄纖維，減少了樹脂用量。
3)塑木復合材料及其制品具有木材和塑料的雙重特性，產品的各項性能指標可與硬木制品相媲美，同時提高了產品的剛性(彈性模量)和韌性(沖擊強度)，產品既能承受靜載荷，又能承受動載荷和沖擊，性價比明顯優於其他塑料或木制品。
4)塑木復合材料可100%回收利用，是真正的“綠色”產品，特別適合我國經濟可持續發展的需要，也是理想的木材替代材料。
二、推廣應用
針對現有塑木復合工藝存在的擠出體系粘度高、擠出工藝性差、性能有待提高、普通塑料混煉設備難以滿足要求等問題。清華大學與企業合作開展了壹系列研究，成功開發了塑木復合材料系列生產設備和滑石粉包覆木粉擠出技術，解決了上述問題，並申請了具有自主知識產權的專利，實際情況良好。
目前已有4家企業采用了該技術，通過技術的不斷完善，將會有廣泛的應用對象和廣闊的市場前景。