加工方式对塑木复合材料户外应用的影响

随着人们对户外庭院生活需求的不断提升，户外木制品或园林木建筑小品( 如地面平台、护栏、亭子、藤架、桌椅、小桥等) 越来越多。面对恶劣的外部环境，普通木材无法抵抗病虫害、雨水、阳光等的侵蚀，极易风化、腐朽、破损。为使木材能够适应户外木制品的应用要求，国内外学者开展了大量研究，开发出了经化学药剂处理的防腐木、经高温处理的碳化木、经工艺复合的塑木材以及经浸注处理的蜡处理材等木材产品。这些产品一定程度延长了木材的使用寿命，使木建筑制品保持了良好的品质。

塑木复合材料保留了木材和塑料的优点，并能有效地利用废弃物，减轻环境的压力; 蜡浸注木保留了木材的天然纹理，手感温润，与未处理的木材相比，其硬度、弹性模量和抗紫外线能力都有提升，但也有部分力学性能下降。因性能和使用条件的不同，各种户外木材产品的用途也不同。就目前来看，炭化木主要用于景墙，塑木复合材料常用于桌、椅、凳，也用于户外木质铺装，而新型材料因为研究起步较晚，实际应用较少。

塑木复合材料是以木质纤维或者植物纤维为主要材料，与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子树脂混合，并添加偶联剂和添加剂，经过一系列工艺复合而成的材料。塑木材料兼具了木材和塑料的优点，且具有价格低、可重复使用、可生物降解、木纤维资源丰富、比强度和硬度高等特点。塑木复合材料的出现，使自然资源能够更加充分地被利用起来，大大地减轻了由于废旧塑料和废旧家具等带来的环境污染问题。目前该复合材料已在欧美、日韩等地得到较为广泛的使用，并形成了较大的规模和市场。

塑木制品在户外主要应用在栈道、踏步、户外地塑木制品在户外主要应用在栈道、踏步、户外地板、座椅和景观亭上。由于塑木复合材料具有良好的尺寸稳定性、强度以及耐腐蚀性，与木材相比在使用期间更能保障构筑物的安全，因而常应用在亲水栈道以及登山栈道这种使用条件复杂且对安全性要求较高的户外构筑物中。即使性能优秀，在户外应用过程中，塑木产品也会在一定程度上发生老化，出现粉化褪色的现象。老化现象一方面是由塑木表层的树脂高分子老化造成，另一方面是由pH 值较小的雨水( 酸雨) 对塑木中的无机系色料的侵蚀造成影响。塑木复合材料主要有三种成型方式: 注塑成型、挤出成型和压缩成型。Clemons 与Ibach研究了由填充50%木粉高密度聚乙烯制成的塑木材料分别经过挤出成型和注塑后成型工艺处理，将样品在水中浸泡2周，注塑产品的吸水率为4%，挤出成型样品的吸水率为17%。导致吸水率差距的原因可能与注塑成型可以得到更加致密的表面有关。Stark N. M. 将50%木粉填充的高密度聚乙烯复合材料样品进行注塑和挤出处理，研究结果表明注塑样品表面密度高于挤出成型，且具有较高的强度，同时制造工艺也极大影响塑木复合材料的耐久性，经过耐候性能测试，注塑样品在3000 h 后出现表面脱落现象，而挤出样品在2000 h 后就已出现表面脱落现象。因此，加工方式不同对成型的塑木材料性能影响不同。塑木产品因为树脂高分子老化以及酸雨侵蚀，会发生表面粉化褪色的老化现象，所以有必要进行研究以减缓塑木产品的老化，例如添加新型紫外光稳定剂或者增加抗老化涂层等。不同加工方式和不同原料配比的塑木产品名称不同，性能也有所差异，对于这一点应有更明确的划分，以对应不同的使用场合。