Доска из древесно полимерного композита состав. Жидкое дерево – достоинства и применение материала

Древесно-полимерные композиционные материалы (ДПК), предназначенные для переработки методом экструзии состоят из трех основных компонентов:

частиц измельченной древесина
синтетических или органических термопластичных полимеров или их смеси,
комплекса специальных химических добавок (модификаторов) , улучшающих технологические и другие свойства композиции и получаемой продукции, часто называемых также аддитивами.

От традиционных древесно-наполненных пластмасс (ДНП) композитные материалы отличаются высоким (более 50 процентов) содержанием древесины по массе в составе общей композиции и соответствующим ее влиянием на свойства готового продукта. В ДНП древесного наполнителя не много и свойства такой пластмассы определяются, в основном, свойствами полимера. А когда древесины становится больше, то свойства композита определяются уже:

свойствами матрицы,
свойствами частиц древесины,
характером связей между древесными частицами и матрицей,
структурой полученного композита.

На рисунках ниже показаны три схематических структуры наполненного материала:

Cлабо-наполненный пластик, средне-наполненный композит и высоко-наполненный композит.

Содержание древесины в составе древесно-полимерного композита на основе термопластичных смол может меняться в широких пределах. Большинство американских производителей работают пока с составами, содержащими 50 - 70 % древесины. Европейские разработчики технологий экструзии ДПКТ стремятся получать композиции, содержащие более высокое наполнение древесиной - до 80% и более.

Древесина подвергается измельчению на специальных мельничных установках различного типа и превращается в древесную муку или в древесное волокно. В настоящее время наиболее широко для изготовления ДПК используется древесная мука. Производство древесной муки давно освоено отечественной промышленностью. Она используется как наполнитель пластмасс, сырье для взрывчатых веществ, для микробиопрома и т.д.). Наряду со специально измельченной древесиной в состав ДПКТ могут входить некрупные опилки и шлифовальная пыль.

Перспективным является использование в ДПКТ и древесных волокон по типу применяемых в производстве ДВП, МДФ и бумаги. Древесные волокна получают методом дефибрации, т.е. расщепления древесины на волокна. В некоторых случаях используют готовое волокно из картонных и бумажных отходов (макулатуры). Например, у китайской компании имеется опыт промышленной утилилизации в производстве ДПКТ бумажных молочных пакетов, содержащих одновременно полиэтилен, бумагу и даже алюминиевую фольгу.

Рис.1. Топливные гранулы

Финскими специалистами проверена возможность использования в качестве сырья для изготовления компаунда стандартных древесных топливных гранул (на экструдере типа Conex).

Гранулы проще перевозить и хранить, чем муку

Внешний вид топливных гранул, см. рис 1.

Древесная мука (англ. wood flour, wood meal, нем holzmehl) - изготавливается преимущественно из мягких, не смолистых, пород древесины, например сосны. Вовсе не исключается и применение твердых лиственных пород, только их несколько сложнее измельчать. В нашей стране мука выпускается по ГОСТ 16361-87 "Мука древесная. Технические условия".

За рубежом с успехом изготавливается древесная мука для использования в термопластичных ДПК из оболочек зерен растений (рисовой шелухи, ореховой скорлупы). Американское предприятия Heartland BioComposites LLC недавно освоило применение в качестве сырья пшеничной соломы.

В большинстве случаев размер древесных частиц в композите находится в пределах от 500 до 50 мкм. Частицы древесной муки могут принимать самые разнообразные формы. Отношение длин частиц муки к их ширинам находится в пределах от 1:1 до 4:1.

В мельничных установках в ходе размола выделение нужной фракции муки осуществляется при помощи системы сит или центробежными методами. За рубежом принято обозначать фракцию муки при помощи числа Mesh. По российскому стандарту подразделение древесной муки осуществляется по нескольким маркам.

У древесного волокна (wood fiber) длина зависит от породы древесины: у лиственных пород 1 - 1, 5 мм, у хвойных 3 - 3, 5 мм. Отношение длины к толщине древесного волокна составляет от 1: 10 до 1: 20.

Древесина традиционно используется в механической обработке металлов в качестве шлифующего и полирующего материала, так как обладает заметными абразивными свойствами. Эти свойства сохраняются и у древесной муки. Однако, абразивность древесины ниже, чем у стекловолокна и некоторых др. минеральных наполнителей, используемых в производстве наполненных пластмасс и композитов. Поэтому она считается относительно "мягким" наполнителем.

Скорость абразивного износа оборудования пропорциональна давлению в цилиндре экструдера (и фильере), температуре и скорости движения рабочей смеси относительно поверхности рабочих органов и естественно зависит от состава рабочей смеси (соотношения количества муки и смолы, вида смолы, видов и количества смазочных материалов и др. факторов). В зависимости от стойкости рабочие цилиндры и шнеки экструдеров могут эксплуатироваться 1-2 года до замены или ремонта.

Насыпная плотность древесной муки и волокна может колебаться в пределах 100 - 300 кг/ м3. Влажность муки в поставке желательно иметь не более 8 %. В готовом композите влажность древесных частиц должна быть, как правило, менее 1 %. Чем меньше влаги в структуре материала, тем более он устойчив ко внешним воздействиям.

Существуют различные и иногда противоречивые мнения, относительно применения различных пород древесины и размеров частиц.

Отметим очевидные вещи:

в исследованиях изучено влияние размеров частиц на механические свойства композитов, однако оно не очень велико;
слищком мелкие (пыль) и слишком крупные частицы ухудшают прочность композита, однако это не всегда критично для готового изделия;
крупные частицы снижают производительность подготовительного оборудования в силу их малой насыпной плотности;
при плотности композита, приближающейся к 1,4 г/ куб.см, т.е. к истинной плотности древесины, порода древесины уже не имеет принципиального значения.

Композит, изготовленный из крупных частиц будет иметь более зернистую поверхность, подобную поверхности древесно-стружечной плиты и это может требовать шлифования, применения утолщенной облицовки и (или) отделки поверхности изделий. Например, из опыта мебельной промышленности, зернистость профилей, изготовленных фрезерованием из древесно-стружечной плиты не всегда удается скрыть при облицовывании дорогими декоративными пленками на основе пропитанных смолами бумаг общей массой до 130 г на 1 кв метр. А для облицовывания профилей из МДФ, обладающей мелкой равномерной структурой, могут успешно применяться более дешевые декоративные пленки массой менее 80 г на 1 кв.м. Кроме того, крупные частицы древесины, особенно находящиеся вблизи поверхности изделия более подвержены воздействию влаги и повреждению под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды.

Очень мелкие пылевидные частицы (менее 50 мкм) имеют большую удельную поверхность и в силу этого требуют использования большего количества смолы для образования полноценной полимерной матрицы.

Примечание. В настоящее время проводятся исследования по использованию в композитных материалов микроцеллюлозы. Но это скорее будет уже друглй класс материалов, т.н. нанокомпозиты.

Окончательное превращение рабочей смеси в композитный материал происходит постепенно по зонам экструдера и в фильере. Полимер должен охватить всю поверхность частицы древесной частицы, внедриться в ее поры и тем самым обеспечить плотное молекулярное взаимодействие между древесиной и полимером. Это существенно отличает процесс экструзии ДПК от процесса экструзии обычных пластмасс, т.к. древесина плохо смачивается расплавом полимера. Интенсифицировать процесс смачивания за счет повышения температуры в экструдере сложно вследствие опасности тепловой деструкции древесины, полимера и возгорания смеси (при температуре более 200 град. С).

Поэтому, с точки зрения качества получаемой продукции и производительности процесса - очень важен технологический уровень применяемого оборудования и состав рецептуры смеси (качество базовой смолы, вид и количество вводимых в рецептуру добавок - модификаторов).

Примечания:

1. Технологическими и физико-механическими свойствами близкими к древесно-полимерным композитам являются композиционные материалы, получаемые на основе и других растительных волокон, например: пенька (Hemp), лен (Flax), сизаль (Sisal), кенаф (Kenaf) и др. волокнистых растений.

Растительные волокна могут вводиться в состав ДПК и одновременно с древесными волокнами. Применение недревесных волокон растительного происхождения особенно активно разрабатывается сейчас в странах Юго-Восточной Азии, в частности в Китае. Подробнее о волокнах см. специальное приложение и библиотеку Биокомпозиты.

2. При внешней простоте идеи производства ДПК, сама конструкция вещества древесно-полимерного композита имеет очень сложную структуру. Не менее сложны для описания и химические, физические и механические процессы технологии производства экструзионных ДПК. Эти сложности определяются сложностью и неоднородностью самой древесины.

С большим или меньшим успехом, в производстве ДПК могут использоваться любые термопластичные полимеры, однако на практике сейчас используются, в основном, четыре вида термопластичных смол: полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC) и, в меньшем количестве, полистирол (PS). На диаграмме (рис.4.2.) отражены существующие соотношения применения различных смол и наполнителей и прогноз на ближайшие годы.

Рис.2. Состояние и прогноз применяемости базовых смол и наполнителей в производстве композитов

Таким образом, на первом месте по применяемости находится полиэтилен (высокой и низкой плотностей) , затем следует ПВХ и полипропилен. Однако, в Европе наболее перспективным считают полипропилен. В частности, немецкая фирма Advanced Extruder Technologies AG (изготовитель оборудования для экструзии ДПК) указывает на следующие оптимальные соотношения наполнение композита древесиной для различных типов базовых смол:

на основе ПВХ - 60 %
на основе полиэтилена - 70 %
на основе полипропилен - 80 % и более.

Существенный рост предполагается по всем видам композитов, но начиная с 2003 особенно быстро увеличивается применение, в качестве основы композита, и других (не древесных) растительных волокон.

Наряду со смолами заводского изготовления, поставляемых в виде суспензии или гранул, ряд американских компаний используют в производстве ДПК пластиковых промышленных и бытовых отходов (упаковочной пленки, бутылок и т.п.), подвергаемых мытью, сушке и измельчению.

Проводятся эксперименты и по использованию в термопластичных ДПК других промышленных термопластов - АБС-пластика, полиамидов (капрона, нейлона), поликарбонатов, полиэтилентерфталата и др. в первичных формах и отходов.

Ориентировочные соотношения мировых цен на сырье (в английских фунтах за тонну, март 2003 г), используемое в производстве ДПК приведено в табл. 4.1

Данная таблица хорошо иллюстрирует экономическое существо интереса к проблемам производства древесно-полимерных композитов и объективных тенденций в развитии и совершенствовании их технологии производства. Следует иметь ввиду, что текущие цены на базовые смолы на мировом рынке сильно зависят от цен на нефть и подвержены значительным колебаниям.

В производстве древесно-полимерных композитов применяются следующие виды добавок - модификаторов: связующие агенты, смазочные материалы, антимикробные добавки, антиокислители, вспенивающие агенты, пигменты, огнезащитные аенты, противоударные модификаторы, светостабилизаторы, температурные стабилизаторы и др.

Эти добавки используются при экструзии и литье обычных наполненных и ненаполненных пластмассовых профилей и примерно с теми же целями, но соотношение их в сочетаннии с древесиной несколько меняется. В первую очередь это относится к связующим агентам, смазочным материалам, и, при необходимости, - к противоударным модификаторам. Добавки поставляются по отдельности, или в виде комплексов (как поливитамины, - все в одной грануле).

Древесина, в отличие от минеральных наполнителей для пластмасс, обладает не очень высокой адгезией к базовым смолам, особенно - к полиолефиновым. Это можно обьяснить очень сложной формой поверхностей ее частиц, затрудняющей процесс смачивания ее расплавленным полимером, а так же ее химическим составом. Это обстоятельство предъявляет к подбору добавок и к конструкции экструдера повышенные требования. На фотографиях ниже показаны 2 образца древесно-полимрной смеси (электронный микроскоп, 200-кратное увеличение, соотношение 60% полипропилена, 40% древесной муки).

На левой фотографии отчетливо видны многочисленные незаполненные полимером пустоты. На правом образце структура материала цельная. Именно это делает материал - композитом, в котором работает и полимерная матрица и древесина. Улучшение структуры обеспечено включением в состав материала специального связующего агента, обеспечивающего хорошую связь между частицами древесины и смолы.

Схематически характерные дефекты структуры композита показаны на двух рисунках ниже

На левой схеме синим цветом выделены незаполненный смолой отдельные пустоты. На правой схеме показано образование агломератов, составляющихся из нескольких не склееных друг с другом древесных частиц. Наличие таких дефектов, особенно на поверхности изделий, приводит к снижению прочности и долговечности материала.

Конкретные рецептуры древесно-полимерных композитов разрабатываются применительно к заданным продуктам, применяемым базовым смолам и технологическим процессам. Они часто являются производственным секретом фирмы-изготовителя конкретных изделий или предметом лицензии поставщика технологии или оборудования.

Важным направлением в области разработок современных рецептур экструзионных ДПК, являются поиски в области использования в их составе природных, т.е. биологических полимеров. Успешным достижением в этой сфере стало использование крахмалистых веществ, например - кукурузной муки (материалы типа Fasal - Fasalex). Активно проводятся исследования по применению лигнина (отходы целлюлозного производства), отходов кожевенной и мясомолочной промышленности и т.д. Есть сведения об исследованиях российских специалистов о возможности применения хвойной смолы - живицы в качестве одного из компонентов экструзионных ДПК.

Внешний вид древесно-полимерных композитов.

В естественном виде ДПК с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ и или твердую ДВП, см рис.3. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном. На ощупь композит теплый, иногда слегка маслянистый.

Рис.3. Срезы ДПК профилей

Существует технология покрытия ДПК тонким облицовочным слоем пластмассы, или даже нескольких пластмасс непосредственно в процессе его выдавливания в экструдере. Эта технология, широко распространенная в пластиковой индустрии называется со-экструзия или ко-экструзия.

Однако, если при изготовлении компаунда использовались древесные частицы крупных фракций, то поверхность изделия будет ближе по внешнему виду к поверхности древесностружечной плиты. Такие профили выпускаются, например, голландской компанией Tech-Wood.

Термопластичные ДПК имеют слабый запах древесины (опилок).

Физические и механические свойства композитов

Плотность экструзионных композитов может находится в пределах 1000 - 1400 кг/м3. Плотность изделий может быть снижена при использовании специальных вспенивающих агентов до 700-900 кг/м3, но вспенить можно только полимерную матрицу.

Примечания:

Плотность композита зависит от плотности используемой базовой смолы и применяемых аддитивов и их количества и плотности частичек древесины. В ходе компаундирования и экструзии под воздействием высокого давления и темературы частички древесины уплотняются, - вплоть до значения 1400 кг/м3, т.е. достижения истинной плотности древесины, свободной от пор и др. пустот.
Истинная плотность древесины практически не зависит от ее породы.
Изучаются вопросы применения в ДПК полых микронаполнителей (пластиковых и стеклянных микросфер).

Прочностные свойства ДПК в значительной степени зависят от вида базовой смолы, см. табл. 2.

Однако, управлением составом композита и технологическим процессом можно в значительной степени улучшить его прочностные и др. свойства.

Рассмотрим свойства ДПК на примере трех конкретных модификаций выпускаемых под маркой "Fasal" разработанных с применением в качестве базовой смолы полипропилена австрийской фирмой " Austel research and development" Gmbh и продаваемых фирмой "Fasalex ", Австрия, см. табл. 3.

Таблица 3. Свойства ДПК.

Свойства	Размерность	Fasal F134	Fasal F 386	Fasal F 465
Плотность	кг/дм 3	1,4	1,35	1,2
Предел прочности (временное сопротивление)	МПа	25	17	23
Модуль упругости при растяжении (мод. Юнга)	ГПа	8	4	5,1
Сопротивление изгибу	МПа	41	30	52
Модуль упругости при изгибе	ГПа	5,8	3,8	5
Относительное удлиннение при растяжении	%	0,5	0,6	1
Ударная вязкость по Шарпи	КДж/м2	3,2	3,3	4
Срок биологического разложения	недели	месяцы	неразлагаемый
Снижение сопротивления изгибу в воде при 23 град.C:
- после 30 мин. выдержки	%	65	14	0
- после 120 мин. выдержки	%	90	35	0

В композиции, предлагаемой фирмой Strandex , США, в качестве базовой смола используется полиэтилен и его отходы. Твердые и мягкие породы древесины считаются приемлемыми, а так же другие целлюлозные волокна, такие как солома, лен, рисовая шелуха, арахисовая шелуха, бамбук, кенаф и пр. Размер частиц 425 микрон (40 mesh) и менее. Допускается большое содержание более мелких частиц (200 mesh и мельче), включая шлифовальную пыль. Плотность композита составляет 0,98 - 1, 2 кг/дм3. Композит и технология запатентованы и продаются по лицензии вместе с фильерами. Стоимость одной фильеры более 20 000 долларов США, стоимость лицензии (по некоторым данным) более 1 млн. долларов.

Однако в использовании отходов ДСТП и МДФ существует серьезная проблема. Она связана с возгонкой паров формальдегида из фенольных смол, которые содержатся в этих плитах.

Примечание. Хотя прочность термопластичных ДПК при испытаниях находится на уровне природных древесных материалов, их реальная эксплуатационная прочность во многих случаях существенно выше, т.к. изделия, изготовленне из ДПК, не имеют естественных пороков, присущих древесине (сучков, трещин, свилеватостьи и т.п.), не изменяют своей прочности при увеличении влажности и не поражаются грибками и бактериями.

В начале освоения производства ДПК технологи старались обеспечить максимальную биостойкость изделий. И эта задача была решена.В частности, ряд фирм-изготовителей ДПК предоставляют гарантии на 10, 25 и 50 лет эксплуатации готовых изделий на улице, т.е. самой высокой устойчивости к воздействию влаги, света, грибков и насекомых без специальной защиты. Большинство производимых ДПК могут принимать в себя небольшое количество (0,1 - 4 %) влаги не теряя при этом формы и прочности и восстанавливать прежние свойства при высыхании.

Новым направлением в производстве ДПК, является создание рецептур легко утилизируемых биоразлагаемых ДПК с пониженной биостойкостью. Они предлагаются, например, фирмой Fasalex, - как экологически безопасные по всему жизненному циклу (указанные выше композиции Fasal F 134 и F 386) .

Необходимо отметить, что не смотря на уже солидный производственный опыт и многочисленные уже проведенные исследования, в сфере древесно-полимерных композиций существует еще огромное количество неисследованых направлений. С одной стороны это связано с бесконечными возможностями химии полимеров, а с другой обьясняется молодостью самой этой новой отрасли промышленности.

Способность к обработке

Изделия из ДПК обрабатываются теми же инструментами, что и древесина. ДПК легко пилятся, строгаются, сверлятся, шлифуются и т.п. Очень хорошо удерживает гвозди, скобы, шурупы, см. рис. 4.

Многие рецептуры композитов поддаются склеиванию. Некоторые рецептуры можно сваривать, подобно пластмассе. Уже освоена практика гнутья изделий профильных изделий после нагрева, подобно пластмассовым профилям и т.п.

Рис.4.Обработка древесно-полимерных композитов

ДПК не очень легко воспламенимы, особенно, - если они выполнены на основе поливинилхлоридной смолы.

Интересным направлением в использовании экструзионных ДПК является совместное применения ДПК профиля и металлического проката. В этом случае в полость профиля вставляется стальная труба, полоса и т.п. Металл принимает на себя полностью или частично силовую нагрузку, а профиль выполняет декоративные, защитные и другие функции.

Пока не существует принятой стандартизированной классификации термопластичных ДПК.

Современные стройматериалы должны быть не только эстетичными, но и практичными, простыми в обращении и уходе, но главное - экономичными. Многие предприятия работают в сфере изобретения новых материалов, направляя исследования главным образом на сочетания различных веществ, и среди них можно выделить такую перспективную новинку как (ДПК).

ДПК нередко называют жидким деревом, или деревопластиком, а любители щеголять знанием английского называют его поливуд. Из этих названий понятно, что он представляет собой соединение пластика и дерева в расплавленном состоянии с последующим затвердеванием конечного продукта. Жидкое дерево является альтернативой древесине дорогих сортов, и, к тому же, имеет значительно улучшенные характеристики эксплуатации по сравнению с любым деревом или пластиком. В свете современной моды на экологические материалы древесно-полимерный композит - это необходимое совершенствование материалов применяемых для облицовки, напольных покрытий, изготовления панелей и «досок» и многих других строительных и отделочных материалов. Самое широкое применение древесно-полимерный композит получил в области изготовления террасных досок (декинга).

Свойства и характеристики древесно-полимерного композита

ДПК состоит главным образом из древесных волокон, роль которых успешно выполняют отходы деревообрабатывающей промышленности и пластмассы, как связующего субстрата. В итоге, полученный материал объединяет в себе все полезные свойства современных полимеров и натуральной древесины.

Древесные качества жидкого дерева проявляются в:

аутентичном деревянном рисунке, текстуре и цвете;
аналогичной теплопроводности;
характерном аромате;
безопасности для окружающей среды и для потребителя.

Область применения древесно-полимерного композита

Такие несомненные преимущества обусловили использование ДПК в сфере строительства и даже внутренней отделки автомобилей и яхт, а из-за отличной водостойкости его применяют для строительства конструкций часто контактирующих с водой или постоянно в ней находящихся: бортики бассейнов, пирсы и причалы, небольшие мосты, некоторые детали судостроения и даже морские сваи(!).

Производство террасной доски из ДПК

Композитная террасная доска , производится методом экструзии и состоит из трех основных компонентов:

1. Частицы измельченной древесины (опилки): 50-80 %%.
2. Синтетические или органические термопластичные полимеры или их смеси: Поливинилхлорид (PVC), Полиэтилен (PE), Полипропилен (PP).
3. Комплекс специальных химических добавок (модификаторы), которые улучшают технологические свойства материала: связующие вещества, антиокислители, противоударные модификаторы, пигменты, антимикробные средства, температурные стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, светостабилизаторы, смазочные материалы и огнезащитные средства. Террасную доску из ДПК можно пилить, строгать, в нее можно вбивать гвозди и заворачивать саморезы. Такая террасная доска не коробится, не требует защитных покрытий, не покрывается плесенью, не гниет, не имеет сучков и дефектов, не выгорает на солнце в течение многих лет. На террасной доске из ДПК вам не стоит бояться заноз, а рифленая текстура поверхности предохранит вас от скольжения по мокрой поверхности.

Создали древесно-полимерный композит (ДПК) в Италии. Еще в 1974 году концерн ICMA Сан Джиорджио получил патент на авторство этого стройматериала, для которого создана торговая марка Wood-Stock. Сейчас четко можно увидеть все предпосылки для такой идеи - ведь компания до этого занималась одновременно традиционной деревообработкой и изготовлением полимерных пластиковых изделий. Затратная утилизация отходов обеих отраслей стала проблемой, которую экономично решили объединением обоих направлений. Но тогда новый стройматериал был не просто новинкой, а стоял на грани фантастики, поэтому ему пришлось еще долго заслуживать доверие потребителей.
Технология производства ДПК требует тщательного соблюдения технологического процесса и высокого качества сырья. Процессы доработок и улучшений технологии изготовления, а затем и самого материала затянулись вплоть до восьмидесятых годов. А признание потребителя жидкое дерево получило не в Италии, а на крупнейших автозаводах мира. Сейчас практически каждый имеет дело с ДПК, но даже может не догадываться об этом, ведь большинство салонов автомобилей изготовлены именно из него - древесно-полимерного композита. Очевидны и преимущества ДПК перед деревом, но есть также и ряд недостатков.

Таблица 1. Сравнение свойств деревянной доски и доски из ДПК

Недостатки материалов из древесно-полимерного композита

К недостаткам материалам из древесно-полимерного композита можно отнести следующее:

в процессе фотостабилизации наблюдается небольшое изменение оттенка изделий из ДПК в первые несколько месяцев эксплуатации;
более высокая стоимость по сравнению с аналогами из древесины.

Всего несколько лет назад древесно-полимерный композит появился на российском строительном рынке и с каждым годом продолжает завоевывать популярность ввиду экономической целесообразности его использования, как для продавцов, так и для покупателя. Этот продукт по своим свойствам во многом превосходит деревянные аналоги.

Основные свойства древесно-полимерных композитов:

Влагоустойчивость, не отсыревает и может длительное время находится в воде
Всепогодный материал – используется «под открытым небом» (для строительства террас, веранд, садовых дорожек и др.)
Не подвержены негативному воздействию биологических вредителей: жучков, грибка и др.
Пожаробезопасность.

Состав «жидкого дерева»

Древесно-полимерные композиты включают в своем составе измельченную древесину, полимеры, красители, UV-стабилизаторы. В зависимости от соотношения в составе древесной составляющей и полимеров материалы из дпк могут приобретать те или иные свойства: иметь повышенную устойчивость к царапинам, выдерживать большие нагрузки, долгое время находится погруженными в воду. В составе ДПК доля древесины, как правило, от 50% до 80%, от этого показателя зависит в том числе и внешний вид изделия. Если в материале высокое содержание древесной составляющей, он похож на МДФ, если же превышает количество полимеров в составе, то ДПК больше напоминает пластмассовое изделие.

Технология производства древесно-полимерного композита

Производство изделий из ДПК происходит путем экструзии: все составляющие материала перемешиваются, а далее под воздействием высокой температуры и давления ему придается форма изделия. Связующим материалом может выступать полиэтилен, полипропилен, полихлорвинид или другой термопластичный полимер.

Изобрела ДПК и запатентовала новый строительный материал в 70-х годах итальянская компания «ICMA San Giorgio», стремясь решить проблему утилизации строительных отходов. Материал приобрел популярность только после многих лет, после усовершенствования технологии производства компанией. Инженеры добилась необходимых свойств продукта, которые завоевали сердца потребителей.

Из древесно-полимерных композитов изготавливают отделочные материалы: доски для уличных полов, террасы или балкона, фасадные панели, трубы, перила, доски для строительства ограждений, создания садовой мебели. Несмотря на то, что потребители еще мало информированы об этом продукте, спрос на ДПК в России значительно больше предложений на рынке строительных материалов.

Потребительские особенности древесно-полимерных композитов

Те композитно-древесные материалы, которые состоят преимущественно из древесины (более 70% в составе) по характеристикам очень близки к ней. Они обрабатываются так же, как обычные пиломатериалы, их можно пилить, сверлить, шлифовать.

Композитные материалы с преобладанием полимерных материалов в составе можно склеивать и даже сваривать, как пластмассу. Древесно-полимерные композиты под воздействием температуры могут принимать любые сложные формы.

Декинг из «жидкого дерева» легко монтировать. В случае необходимости террасу из ДПК досок можно разобрать и собрать снова.
Срок гарантированной эксплуатации изделий из ДПК превышает 25 лет, такой долговечностью не могут похвастаться изделия из натурального дерева.

Сфера применения ДПК:

В промышленности: из дпк делают пирсы, поддоны, мусорные контейнеры, детали интерьера автомобилей
В интерьере: перила, декоративные профили, лестницы, звукоизоляционные панели
В дачном и городском дизайне: как напольное уличное покрытие террас, обшивки домов, для детских площадок, отделки площади у бассейнов, изготовления заборов и элементов садово-парковой архитектуры (пергол, скамеек, беседок)

Универсальность применения данного материала только увеличивает популярность его применения.
Приобрести из древесно-полимерного композита в Москве можно, позвонив по телефону, указанному на сайте.

ДПК - самый современный вид древесных композитов, совмещающий в себе достоинства дерева и пластика и лишенный недостатков натуральной древесины.

Более знакомыми предшественниками этого материала являются ДСП, ДВП и МДФ, которые состоят из опилок или стружки и связующего вещества. Они обходятся дешевле натурального дерева и по отдельным показателям превосходят его по характеристикам, что определяет основное направление их использования.

Однако их трудно назвать совершенными, что послужило основанием для новых разработок. Результатом стал инновационный материал нового поколения, имеющий широкое применение.

Из чего и как делают?

Древесно-полимерный композит (ДПК) имеет в своем составе древесную муку (или отходы сельскохозяйственной переработки для удешевления продукции), термопластичный полимер и различные модификаторы (придающие готовому изделию особые свойства). Процентное соотношение первых двух компонентов зависит от производителя и класса материала.

Самый дешевый вариант содержит 30% полимера и 70% древесной муки, что делает материал гидрофильным, менее износостойким и более хрупким. При равном соотношении (50/50) удается получить материал с оптимальными свойствами.

Содержание 60% полимера и 40% муки сказывается на эстетических качествах покрытия (внешне декинг выглядит не как доска, а как пластик), но при этом придает дополнительную прочность и устойчивость к факторам внешней среды. Включение в состав химических добавок (модификаторов) не сказывается на экологичности материала, поскольку их количество не превышает 5%.

В основе процесса изготовления лежит экструзия - метод получения изделия из полимера путем продавливания его в расплавленном виде через формующее отверстие перерабатывающей машины - экструдера. Реже используется литье под давлением и прессование в пресс-формах.

Технические и эксплуатационные качества

Материалы из ДПК предназначены в первую очередь для обустройства объектов, активно подвергающихся воздействию внешней среды. При эксплуатации под открытыми солнечными лучами, с повышенной влажностью и при значительном колебании температуры композитная доска должна обладать особыми свойствами.

Представленные ниже характеристики материала определяют длительный срок службы покрытия (от 15 до 50 лет) даже в условиях экстремального климата:

износостойкость: устойчивость к истиранию и царапинам, отсутствие заноз (даже в местах максимальной проходимости напольное покрытие сохраняет свой первоначальный вид);
устойчивость к ультрафиолетовым лучам: не выгорает и не разрушается;
влагостойкость: не разбухают, при высыхании профиль не меняет формы;
устойчивость к перепадам температур в диапазоне от минус 50 до плюс 70 градусов;
высокая прочность: не трескается от ударов, выдерживает высокие нагрузки;
невосприимчивость к плесени и вредителям;
отсутствие специального ухода и необходимости в дополнительном покрытии и обработках антисептиками;
возможность восстановления материала после сильного загрязнения;
устойчивость к агрессивным растворам (щелочи и кислоты);
высокая огнестойкость: исключено самовоспламенение от окурка или искры, не поддерживает горение;
удобный монтаж и демонтаж: хорошо продумано крепление, профиль можно пилить, сверлить, изгибать;
экологически безопасен (не выделяет вредных веществ) и пригоден для повторной переработки (не загрязняет окружающую среду отходами);
хорошая теплопроводность аналогичная дереву: если ходить по покрытию босиком, не будет ощущения холода;
высокие эстетические качества: имеет аромат, текстуру и цвет натуральной древесины, существует много вариантов окраски и текстуры.

Исходя из представленных выше характеристик материала можно выделить основные преимущества изделий из ДПК перед натуральной древесиной:

высокая влагостойкость позволяет использовать материал даже на берегу моря;
долговечность и практичность;
отсутствие ежегодных обработок и специального ухода.

Из недостатков следует отметить только высокую стоимость и риск попасть на недобросовестного производителя.

Отличительные особенности изделий из ДПК

Древесно-полимерные композиты могут отличаться не только соотношением основных компонентов, но и видом используемого сырья. В качестве наполнителя, кроме древесной муки, могут использовать жмых семечек подсолнечника, рисовую шелуху, макулатуру.

Связующим термопластичным полимером может быть поливинилхлорид, полипропилен или полиэтилен. Каждый из них придает готовому изделию несколько специфические свойства.

Доски отличаются по плотности (от 700 до 1200 кг/м 3) и по прочности конструкции (пустотелые и полнотелые). Могут быть одно-, двух- и многослойными. По способу обработки поверхности бывают шлифованные, тисненые, с печатью, с нанесением защитного полимерного слоя, покрытые лакокрасочными материалами, облицованные шпоном или синтетической пленкой и металлизированные. Также, зачастую, композитная террасная доска имеет две отличающиеся рабочие поверхности: рельефную и текстурную под дерево.

Панели большинства производителей имеют установленные размеры по ширине и длине. Однако некоторые российские производители готовы идти на встречу потребителям и предлагают продукцию по индивидуальным размерам.

Фасадная доска из ДПК

Ширина фасадной доски имеет следующие варианты: 8-12 см, 14-16 см и 18-20 см. При этом толщина панели может быть от 1,0 до 2,1 см. Длина составляет 3, 4 или 6 метров. Террасная доска отличается в первую очередь толщиной, которая меняется от 2,5 до 3-4 см.

Варианты применения ДПК

Из древесно-полимерного композита изготавливают террасную доску, половую доску, профиль для кровли и для внутренней отделки стен, фасадную доску, заменяющую и превосходящую обычный сайдинг.

Доски из ДПК успешно применяются в строительстве уличных кафе, частных саун, беседок, в оформлении загородного дома и садового участка. В городской зоне их используют для отделки балконов и лоджий. Рассмотрим основные сферы применения.

Терраса и площадка для патио

Садовые дорожки

Обшивка балконов и лоджий

Рыбацкие мостики и пирсы

Зона вокруг бассейна

Фасад частного дома и построек

Обустройство цветников и грядок

Заборы и декоративные ограждения

Нюансы монтажа древесно-полимерной доски

По заверению профессионалов монтаж композитной доски не вызывает сложностей, однако здесь есть свои нюансы, которые стоит учитывать. Не рекомендуется проводить укладку при отрицательной температуре. Если монтаж осуществляется при низких положительных температурах, то за 2-3 суток до начала работ доски должны находится на улице для адаптации. Для любого покрытия необходимо оставлять вентиляционные зазоры как между досками, так и от покрываемой поверхности.

При укладке террасной доски обязательно подготовить поверхность — залить монолитную плиту, сделать металлический каркас, либо использовать точечные опоры — тротуарные плиты или бетонные блоки, уложенные на выровненный и утрамбованный слой песка.

Крепление осуществляют на монтажные лаги, изготовленные также из ДПК, стандартное расстояние между центрами лаг — 40 см. Для исключения появления посторонних шумов под лаги нужно не забыть уложить резиновые подушки. Не допускается прямой контакт с почвой. Конструкция глухого настила должна иметь небольшой уклон для схода атмосферных осадков.

Бесшовное крепление

При сборке нужно пользоваться прилагаемой схемой и соответствующими креплениями. Выступ торцов настила после крайней лаги не должен превышать 2х см, при регулярной нагрузке больший выступ создаст условия для преждевременного разрушения конструкции. С торца декинг закрывается специальными заглушками. Запрещается пользоваться молотком для подгона досок - для этих целей подойдет киянка.

Шовное крепление клипсой

Для террасной доски существует два способа монтажа:

шовный (крепление к лаге кляймером или клипсой; образуется шов от 5 до 10 мм; приемлем при устройстве настила на открытом воздухе без навеса; отличается простотой);
бесшовный (доска крепится к лаге напрямую саморезом; зазор на тепловое расширение около 3 мм регулируется с помощью специального ограничителя; из-за затрудненного водостока применяется для закрытых террас и внутри помещения; отличается высокой эстетичностью).

Производители и ориентировочные цены

На форумах часто встречаются отзывы о «выгорании» досок из ДПК. На деле же речь идет об естественном явлении незначительного изменения цвета под действием ультрафиолета. Происходит это единожды через несколько дней после укладки и в дальнейшем цвет остается неизменным. Это не является показателем низкого качества и об этом предупреждают все производители.

На сегодняшний день купить «жидкое дерево» (такое называние материал получил благодаря своей высокой пластичности) можно от российских, китайских и европейских производителей. Они предлагают композиты разных составов и процентных соотношений компонентов, что неизбежно сказывается на физических и эстетических свойствах изделия.

Одними из брендов, пользующихся доверием покупателей на 2017 год, являются: Newwood (Россия), Holzdeck (Россия-Германия), Multideck (Россия), Ecodeck (Россия), Lignatek (Россия), Holzhof (Чехия), CM Decking (Швеция), Grinder (Германия), Bruggan (Бельгия), Mirradex (Малайзия), Legro (Венгрия), DeckMayer (Россия), Werzalit (Германия), Sequoia Group (Австрия-Россия-Китай).

На формирование цены готового изделия оказывают влияние многие факторы. Цены на древесно-полимерную доску начинаются от 1500-1700 руб. за 1 м 2 , при средней в районе 2300 руб. (1 погонный метр обойдется около 350 руб.).

Древесно-полимерный композит (ДПК) - состав, содержащий полимер (химического или натурального происхождения) и древесный наполнитель, модифицированный, как правило, химическими добавками. Другие используемые названия древесно-полимерных композитов: "жидкое дерево", дерево-пластиковый композит, древесно-пластиковый композит, древопласт, поливуд, древотермопласт, wpс, wood polymer composite, wood plastic composite, ЭДНП (экологически чистые древеснонаполненные пластмассы), ДНПП (древеснонаполненный полипропилен). Особенность древесно-полимерных композитов заключается в том, что готовые изделия получаются, по сути, из отходов производства и потребления: опилок, стружек, древесной муки, сельскохозяйственных отходов и различных видов отходов потребления. Активно разрабатываются технологии, позволяющие использовать в процессе производства не первичные, а вторичные полимеры.

По внешнему виду древесно-полимерный композитный профиль с высоким содержанием древесины более всего напоминает МДФ или твердую ДВП, а с малым ее количеством - пластмассу. Его можно пилить, строгать рубанком, вбивать гвозди. Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном.

Рынок жидкого дерева в России находится пока в зачаточном состоянии. Однако с усилением государственного регулирования в области деревообработки и переработки отходов, материал получает дополнительный стимул для развития в России: появляется спрос на изделия, открываются первые производства. Древесно-полимерные композиционные (ДПК) материалы, в последнее время пользуются особым вниманием у инвесторов и производителей.

Древесно-Полимерный Композит - суперсовременный материал. ДПК имеет все лучшие природные свойства дерева, но лишен таких его недостатков, как подверженность гниению и плесени, горючесть, дефекты поверхности, не впитывает влагу и пр.

В состав ДПК входят древесная мука (или мелкая щепа) с фракцией 0,5-2мм, полимер и аддитивы. В качестве полимера может быть ПВХ (50/50), полиэтилен (70/30)или полипропилен (60/40).

Производство экструзионных древесно-полимерных композитов является одним из наиболее перспективных в области рационального использования отходов лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производств, использования низкосортной древесины, растительных целлюлозосодержащих отходов и вторичных пластмасс для переработки в высококачественные профильные детали для широкого спектра применений, включая строительство и мебель.

В настоящее время корпорация Интервесп готова предложить комплектные высокотехнологические экструзионные линии для производства древесно-полимерных композиционных материалов различной производительности, надежным и стабильным производственным процессом. В качестве готовых изделий могут быть различные профили, подоконники, столешницы, панели, дверные коробки, различные погонажные изделия и пр.