کامپوزیت چوب پلاست

کامپوزیت چوب پلاست که به اختصار (WPC) خوانده می‌شود را می‌توان در زمره مواد نو ظهور دانست که تجارت آن در زمینه‌های مختلف خصوصا چوب و مصالح کف سازی بسیار پر رونق است. از جمله کاربردهای دیگر کامپوزیت چوب پلاست یا پروفیل چوب پلاستیک می‌توان به در، پنجره، حصار و پرچین اشاره کرد؛ با توجه به انعطاف‌پذیری روش‌های تولید و ویژگی‌های عملکردی انواع چوب پلاستیک، انتظار گسترش تولیدات این محصول در بازار جهانی رو به افزایش است.

این مقاله به هدف ارائه مفاهیم مقدماتی راجع به فناوری به کار رفته در چوب پلاست یا WPC و کاربردهای آن برای علاقمندان به این رشته، تهیه شده است.

کامپوزیت چوب پلاست چیست؟

کامپوزیت چوب پلاست ترکیبی از پلیمرهای ترموپلاستیک و خرده چوب است که عموما در دمای بالای ذوب پلیمرها مخلوط شده و سپس برای مصارف متفاوت، تحت فرآیندهای مختلف قرار می‌گیرد. با توجه به نوع فرآیند انتخابی، چوب پلاست می‌تواند به شکل‌های متقاوت در بیاید که همین امر باعث گستردگی استفاده انواع چوب پلاست در زمینه های مختلف از جمله: سقف روف گاردن ، چارچوب در و پنجره، پنل داخلی خودروها، نرده چوبی، حصار، محوطه سازی چوبی، نمای ساختمان، نیمکت پارک، قالب ریزی و صنعت مبلمان شده است. در حقیقت کامپوزیت چوب پلاست این ویژگی را دارد که به بتواند به رنگ‌ها، طرح‌ها، اندازه‌ها و تقریبا هر شکلی درآید. از رایج‌ترین نمونه های استفاده از چوب پلاستیک می‌توان از مصالح کف چوب که با نام کفپوش چوبی یا نام عمومی کامپوزیت چوب، شناخته می‌شود اشاره نمود.

مزایای کامپوزیت چوب پلاست

چوب پلاست دارای مزایایی هستند که در اینجا به ذکر چند نمونه از آن‌ها می‌پردازیم:

1. وجود قطعات چوب نه تنها باعث افزایش سختی محصول شده بلکه هزینه را نیز تا حد زیادی نسبت به استفاده از چوب یا پلاستیک کاهش می‌دهد.
2. فشرده سازی (مقاومت در برابر ضربه) در انواع چوب پلاستیک بیشتر از  نمونه های چوبی عمود بارگزاری شده بر دانه است.
3. پلاستیک موجود در این محصولات قابلیت جذب آب و یا حملات بیولوژیکی را نداشته و بنابراین هزینه‌های مربوط به نگه‌داری تا حد زیادی در مقایسه با چوب خالص کاهش می‌یابد.
4. جنس چوب پلاست طوری طراحی شده که طبله نمی‌کند، خرد نمی‌شود و خراش هم بر نمی‌دارد.

ممکن است این فکر در ذهن خواننده شکل بگیرد که استفاده از منابع تجدیدپذیر چوب در کاهش تولید کربن موجود در  پلاستیک  و عدم استفاده از منابع سوخت فسیلی، می‌تواند کمک بیشتری به محیط زیست نماید. اما باید در نظر داشت که کامپوزیت چوب پلاست نه تنها قابل بازیافت است بلکه اکثر پلاستیک های استفاده شده در انواع چوب پلاست نیز حاصل بازیافت پسماندهای مصرفی و صنعتی هستند. همچنین از تراشه‌های ناکارآمد سایر مصارف چوبی نیز به عنوان ذرات چوب موجود در این محصولات استفاده خواهد شد.

معایب کامپوزیت چوب پلاست

همانطور که شرح داده شد، بخش چوبی کامپوزیت چوب پلاستیک ویژگی‌های مفیدی نسبت به پلاستیک دارد. قابل ذکر است که سرعت نفوذ آب نسبت به سایر کامپوزیت‌های چوبی و یا چوب خالص کمتر است، اما با این وجود در برخی مواقع احتمال نفوذ آب می‌تواند باعث پوسیدگی شود. همچنین افزودن چوب به ترموپلاست باعث ناپایداری رنگ شده و سطح چوب پلاست در مجاورت نورخورشید به صورت مستقیم و دائم، نسبت به رنگ اولیه تا دو درجه تغییر خواهد داشت.

چوب پلاست همچنین به نسبت چوب معمولی از استحکام کمتر و وزن بیشتر برخوردار است و این احتمال وجود دارد که باعث بروز مشکلاتی از جمله استفاده در محیط های گرم شود. از طرف دیگر می‌توان از استحکام کم و شکل پذیری بالای آن‌ها در تولید الگوها و طرح‌های زیبا استفاده کرد.

به علاوه، همانگونه که در بخش قبل شرح داده شد، کامپوزیت چوب پلاست به عنوان محصولات دوستدار طبیعت شناخته می‌شود، چرا که می‌توان از پلاستیک‌های بازیافتی مصارف دیگر و تراشه چوب باقیمانده سایر محصولات در فرآیند تولید انواع چوب پلاست استفاده کرد؛ با این وجود برای افرایش کنترل کیفیت محصول و به ثبات رساندن وضعیت انبارهای ناپایدار پلاستیک‌های بازیافتی، معمولا از پلاستیک خام استفاده می‌شود. همچنین برای تولید این محصولات نیاز به صرف انرژی بسیار زیادیست. قابل ذکر است که از لحاظ نظری این محصولات قابل ذوب و تغییر فرم هستند.

کدها و استانداردهای کامپوزیت چوب پلاست

به منظور ارزیابی کارآیی انواع چوب پلاستیک در رابطه با نیازمندی‌های ساختمانی از استانداردهای ASTM به شرح زیر استفاده می‌شود:

ASTM D 7031-04:

راهنماییست به منظور ارزیابی و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی محصولات کامپوزیت چوب پلاستیک.

ASTM D 7032-04:

ویژگی‌های لازم برای رتبه‌بندی کارآیی انواع چوب پلاست به عنوان الوار، سیستم‌های امنیتی، گاردریل و نرده را در اختیار می‌گذارد.

ASTM D 6662-01:

ویژگی‌های مربوط به تخته الوارهای مختص کف سازی پلاستیکی، مبتنی بر پلی التین را ارائه می‌دهد.

استانداردهای لازم در سایر زمینه‌ها، به طور مثال:

مصالح سقف سازی:

استاندارد IBC مربوط به مواد سقف سازی.

تجهیزات زمین بازی:

استاندارد F1487-1e1 که به شرح جزئیات موارد امنیت مصرف کنندگان در تجهیزات زمین‌های بازی عمومی می‌پردازد.

استاندارد F1148-03 که در آن شرح جرئیات امنیت و کارآیی تجهیزات زمین‌های بازی خانگی آورده شده است.

استانداردهای مربوط به محصولات مورد استفاده در مناطق معرض خطر آتش سوزی نیز به شرح زیر است:

استاندارد 12-7A 2 مقاوم در برابر آتش برای پنجره‌های خارجی

استاندارد 12-7A-1 مقاوم در برابر آتش برای دیوارهای خارجی و پوشش‌ها

چوب پلاست چگونه ساخته می‌شود؟

محصولات چوب پلاستیک توسط شرکت‌های مختلف در سراسر دنیا تولید می‌شود که با وجود تفاوت در فرآیند تولید و محصولات تولیدی، عناصر یکسان بسیاری در تمامی آن‌ها به کار گرفته می‌شود. این قسمت به شرح مختصر اجزای کامپوزیت چوب پلاست و نحوه کنار هم قرار دادن هر یک از آن‌ها را مشخص می‌نماید.

چوب

هندسه ذرات

چوب مصرفی در انواع چوب پلاستیک (WPC) به شکل ذرات خشک و با قوام پودریست که در اصطلاح به آن ‘آرد چوب’ گفته می شود. ماده خام این محصول عموما به صورت خاک اره یا تراشه‌های رنده چوب در دسترس است. که برای تبدیل به آرد چوب باید دو مرحله کاهش سایز و طبقه بندی سایز بر روی آن‌ها صورت گیرد. طبق تحقیق در دانشگاه واشنگتن، نه تنها پسماندهای خاک اره به همراه حداکثر ٢۵٪‏ تراشه می‌تواند به خوبی برای تولید چوب پلاستیک و بدون کاهش چشمگیر ویژگی‌های کامپوزیت چوب پلاست، مورد استفاده قرار گیرند، بلکه ثابت شده وجود تراشه‌ها باعث افزایش مقاومت چوب پلاست در برابر رطوبت می‌شود. همچنین برای تولید چوب پلاستیک، می‌توان از درخت‌های حشره زده، حتی با درجه بالایی از خرابی استفاده کرد.

آرد چوب، چه توسط کاهش سایز و چه به عنوان محصول جانبی کارگاه‌های چوب بری تهیه شود، شامل ذرات چوب با سایزهای بزرگ و کوچک است که به کمک صفحات دوار، مرتعش و یا نوسان دار طبقه بندی می‌شود. اندازه قطعات چوب معمولا با استفاده از شماره غربال‌هایشان تعیین می‌شوند؛ به طور مثال، آردچوب با غربال ٢٠ مش نشان دهنده آردچوبیست که از غربال شماره ٢٠ استاندارد آمریکا عبور می‌کند. 

ابعاد

یکی دیکر از ویژگی‌های مهم ذرات چوب موجود در کامپوزیت چوب پلاست، نسبت ابعاد آنهاست (نسبت طول به قطر) که در حالت عادی این مقدار بین ١ تا ۵ است. با وجود اینکه اِعمال فرآیند برروی آردچوب با عدد نسبت کوچک‌تر، ساده‌تر است، اما نسبت‌های بزرگ‌تر می‌توانند باعث افزایش ویژگی‌های مکانیکی از جمله: استحکام، کشیدگی و انرژی ضربه شوند. باید توجه داشت که تجهیزات کوچک سازی و دسته‌بندی قطعات چوب برروی نسبت ابعاد تاثیرگذار است.

گونه‌های چوب

همانند سایر محصولات چوبی، صرفه اقتصادی و دسترسی محیطی، در انتخاب نوع چوب تاثیر به سزایی دارد، اما جهت تولید چوب پلاست (WPC) با مصارف تجاری از چوب کاج، افرا و بلوط استفاده می‌شود.

در آزمایشگاه، انواع چوب پلاست (WPC) که از جنس چوب درخت توت آمریکایی، گردو، صنوبر زرد، گردوی آمریکایی، عرعر، گز و درخت‌های آلوده به نوعی آفت تولید شده و تحقیقات بر روی آن‌ها حاکی از آن است که گونه استفاده شده در چوب پلاست تاثیر اندکی برروی ویژگی‌های مکانیکی محصولات نهایی دارد، اما می‌تواند برروی ویژگیی‌های پردازشی انواع چوب پلاستیک موثر باشد.

تحقیقات اخیر نشان داده که استفاده از گونه‌های چوبی خاص در فرآیند تولید کامپوزیت چوب پلاست می‌تواند ویژگی‌های منحصر به فردی را به محصولات نهایی بی‌افزاید؛ به طور مثال کامپوزیت چوب پلاست ساخته شده از درخت گیلاس و یا سرو قرمز در مقایسه با سایر گونه‌ها مقاومت بیشتری در برابر جذب آب، تورم و پوسیدگی دارد.

علاوه بر گونه‌های مختلف درختان قابل استفاده در چوب پلاست (WPC) از انواع فیبرهای طبیعی از قبیل کتان، کنف و کناف، پوسته برنج، فیبرهای موجود در برگ و دانه‌هایی چون: کتان، میوه‌هایی از قبیل: پوسته یا الیاف زبر نارگیل و الیاف ساقه مانند: کاه نیز برای ساخت کامپوزیت چوب پلاستیک فیبر استفاده می‌شود.

با چوپکس فضای خود را احیا کنید

نظرات و سوالات خود را از طریق دیدگاه یا در قسمت تماس با ما مطرح فرمایید

چوپکس اولین و بزرگ‌ترین شرکت ارائه دهنده خدمات چوب پلاستیک و اجرای روف گاردن

جهت اجرای چوب پلاستیک در تهران و قیمت چوب پلاست در تهران یا سراسر ایران با ما تماس حاصل نمایید