WPC - Puun ja muovin kestävä ja visuaalisesti näyttävä liitto
Puu-muovikomposiittien (WPC) suosio jatkaa kasvuaan moninaisissa käyttötarkoituksissa, joissa puu halutaan korvata syystä tai toisesta muulla materiaalilla. Markkinan arvon odotetaan kasvavan USD 5.84 miljardiin vuoteen 2021 mennessä ja sen odotetaan yhä jatkavan kasvua öljyn hinnan jatkuvan vaihtelun ja kasvavan ympäristöhuolen myötä. Monien puuntyöstöyritysten ja muovinvalmistajien uskotaan siirtyvän komposiittien valmistukseen samantyyppisten valmistusteknologioiden, mutta edullisempien tuotantokustannuksien vuoksi. Muovinvalmistajien siirtymä tullee kuitenkin olemaan puuntyöstöyrityksiä nopeampi heidän teknisen tietotaitonsa ansiosta.
Puumuovikomposiittia käytetään lisääntyvässä määrin sekä sisä- että ulkorakentamisessa. Vaihtelevat käyttötarkoitukset edellyttävät materiaalilta monipuolisia ominaisuuksia, kuten poikkeuksellista mekaanista kestoa sekä mahdollisimman pitkälle vietyä palamattomuutta. Näitä ominaisuuksia voidaan saavuttaa ja niitä voidaan parantaa lisäämällä komposiittikäsittelyyn erilaisia lisäaineita.
Puukuituja, polymeerejä ja lisäaineita
Puu-muovi-komposiitti on hybridimateriaali, joka koostuu puusta ja muovikuiduista. Sellumassasta, maapähkinöiden kuorista ja bambusta saatava puru sekoitetaan uuteen tai kierrätettyyn muovijauheeseen, kuten polyeteeniin, polyvinyylikloridiin, polypropeeniin ja akryylinitriilibutadieenistyreeniin. Puukuitua (tai puujauhoa) käytetään täyteaineena ja sen osuus on yleensä 50 - 80%, kun taas polymeerimateriaalit toimivat seoksen sideaineina. Kun materiaalit on sekoitettu keskenään ja tarvittava sakeus on saavutettu, massa joko puristetaan tai valetaan muottiin.
Lisäaineita, kuten väri-, sidos- ja voiteluaineita voidaan lisätä juuri käyttötarkoitukseen relevanttien ominaisuuksien parantamiseksi. Komposiitin ainutlaatuisen koostumuksen ansiosta sitä voidaan muotoilla erilaisiin puulle epätyypillisiin, kuten kaareviin ja taivutettuihin muotoihin. Korkean sellupitoisuuden ansiosta puumuovikomposiitit voidaan käsitellä samalla tavalla kuin puu, mutta lisäksi ne kestävät kosteutta ja roiskeita.
Polyeteenistä (PE) ja sahanpurusta aikaansaatua puu-muovikomposiittia käytetään pääasiassa rakentamisessa ja rakenteissa. Sen sijaan sahanpurusta ja polypropeenista (PP) valmistettua komposiittia käytetään yleisemmin autoteollisuudessa ja kuluttajatuotteissa. Sahanpurusta ja polyvinyylikloridista (PVC) valmistettua komposiittia käytetään taasen yleisesti ikkunoiden valmistuksessa ja terasseilla. Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS) ja sahanpurusta valmistettua komposiittia voidaan käyttää moninaisissa sovelluksissa.
Komposiittiraaka-aineiden valinta riippuu suurelta osin valmistajan mieltymyksistä, ja se perustuu komponenttien yleisiin ominaisuuksiin sekä saatavuuteen. Vaahtera, tammi ja mänty ovat yleisimmin käytettyjä purutyyppejä ja niiden saatavuus ja hinta ovat yleensä suhteellisen hyviä.
Kierrätettävä, lämpöstabiili ja jäykkä
Puumuovikomposiitin valintaan voi olla monia syitä. Se vastaa korkean sellupitoisuutensa ansiosta monilta ominaisuuksiltaan puuta ja sitä voidaan työstää samoin tavoin oli sitten kyse suunnittelusta, porauksesta tai hionnasta. Nauloilla, ruuveilla ja muilla kiinnikkeillä saavutetaan tyypillisesti puuta parempi pito ja tämän vuoksi komposiittimateriaalin kanssa voidaan usein käyttää pienempiä kiinnikkeitä ja pidempään. Lisäksi puumuovikomposiitti kestää yleensä hyvin vettä ja kosteudesta aiheutuva paisuminen on minimaalista. Samasta syystä puumuovikomposiitti ei lähde hajoamaan puun tavoin ja sitä voidaan käyttää korkeammissa lämpötiloissa kuin puuta. Puumuovikomposiitilla korvataan usein myös trooppisen puun käyttö, joka osaltaan edistää ekologisesti tärkeiden trooppisten metsien säilymistä.
Parempia ominaisuuksia lisäaineilla
Edellä lueteltujen ominaisuuksien saavuttamiseksi puun käsittely ja sitoutumiskyky täytyy määritellä tarkasti. Puun pintaenergian ja muovipolymeerimatriisin välinen ero määrittelee lopulta komposiitin fysikaaliset ominaisuudet. Mahdollisimman hyvän sidoksen synnyttämiseksi tarvitaan usein kytkentäaineita, jotka parantavat raaka-aineiden sitoutuvuutta. Kytkentäaineet kannustavat erilaisia materiaaleja (kuten muovia ja puuta) synnyttämään keskenään sidoksen. Sen aikaansaamiseksi voidaan käyttää myös ns. sovittelu-prosessia, jossa sitoutuminen saavutetaan kastelemalla. On olemassa myös useita muita tapoja, kuten kuidun tai polymeerin modifiointi ja kytkentäaineiden lisääminen, joiden avulla raaka-aineet sitoutuvat toisiinsa tasaisesti. Tarkoitukseen sopivien kytkentä- ja sovitinaineiden valinta riippuu puun ja muovin tyypistä.
Algol Chemicalsin valikoima sisältää monenlaisia lisäaineita, jotka parantavat käsittelyolosuhteita ja parantavat lopputuotteen suorituskykyä. Jos etsit puumuovikomposiittien valmistukseen soveltuvia antioksidantteja, palonestoaineita, voiteluaineita, vahoja, modifioijia, pigmenttejä, titaanidioksidia, UV-säteilyä absorboivia aineita tai stabilisaattoreita, olethan yhteydessä.
