注射成型推进木塑复合材料新应用

木塑复合材料常用作挤出装饰板或围栏。然而，近来注塑木塑制品成为木塑复合材料的最新进展。虽然木塑复合材料可以采用传统的注射设备成型，但其加工性能与通用树脂相比还是存在着一定的差别。

木纤维/热塑性共混塑料简称“木塑复合材料(WPCs)”。该材料兼具塑料和木材的性能，即具有优良的防潮性能、钻孔性能和铆钉性能，以及有机的外观和触感。

木塑复合材料常用作挤出装饰板或围栏。然而，近来注塑木塑制品成为木塑复合材料的最新进展。通过注塑工艺，木塑制品的质量、均一性以及环境友好性均得以显著改善。事实上，最新一代的WPCs可以采用传统的注塑设备成型。无需对设备改动，只需在加工设置上稍做调整即可。不过，与通用树脂相比，WPCs 在加工性能上确实存在着一定的差别。

WPCs是一种热塑性生物复合材料，能够和多种塑料共混，如PE、PP和PS。除了木纤维，这种生物复合材料也可以使用其他天然纤维，如稻壳及棕榈纤维废料等。当材料含有50%以上的有机纤维时，这种材料就具有了比石油基聚合物更好的环境友好性。除了“绿色”因素之外，热塑性生物复合材料还能够帮助加工商回避高的石油价格，降低生产能耗，并赋予终端产品更好的结构刚性、更好的外观以及市场竞争力。

当前，WPCs的最大优势是，能够高效地与非填充PP及其他树脂共混。通过共混，注塑成型商能够获得不同性能的材料：改善了抗破碎性能，能够用作汽车保险杠等部件，或用来提高纯树脂的结构刚性。在使用合适的温度、注塑速度和无障碍流动路径时，WPCs制品具有与木纤维分散均匀、应力小、表面光滑以及无气体排出的特点。成型WPCs和其他种类生物复合材料的关键是，避免过热和过度剪切。木/PP生物复合材料成本更低，重量比未填充或者玻纤填充PP更轻。WPCs能够与碳酸钙填充PP或滑石填充PP在成本、性能和加工性能上一较高下。WPCs的密度更低，更利于运输，可用在汽车、建筑、运动器材、玩具和其他一些消费品领域。

WPCs厚壁注塑制品是WPCs的预期应用领域，因为该种制品具有优良的刚性和尺寸稳定性。不过，相对于那些传统材料注塑制品，其抗破碎性能较差，因而WPCs制品不宜遭受过高的冲击。WPCs除最适宜用于厚制品成型外，还可与其他纯树脂共混，以用于较薄制品的成型。

木/PP在低温和低压下流动速率很快（通常与矿物填充PP相似），可减少充填时间和冷却时间。因此，注塑成型商可以显著地节省能量，同时也能缩短生产周期并提高生产效率。木/PP的加工温度一般为：后段171~188℃， 中段182~199℃，前段193~210℃，喷嘴199~210℃。

WPCs的成型压力与制品的设计以及流道和浇口有关。WPCs的注塑成型压力通常比传统材料的成型压力要小。因为它的流速很快，所以一定要避免充模时间过短。这是由于材料对剪切力敏感。快速充模增加了树脂的热量，从而会使制品表面产生条纹。这些条纹可以通过减缓注塑速度来弥补。在成型WPCs材料时，通常采用比一般材料更低的温度和保压时间。

一般来说，具有多流动路径和低阻力的流道系统能够减小材料的剪切力。同样，注塑喷嘴也应该被设计得大一些，因为小喷嘴会造成材料剪切力过高和可能变色，同时造成喷嘴附近树脂聚集。通常，材料应直接被注入到制品的厚斜面部位。为了避免熔体前端与熔接线粘连，进而在应用中出现易发生破损的应力集中点，浇口的位置应被特殊设计。

要确保制品表面质量，必须使用高质量的热塑性生物复合材料粒料。粒料应遵循两个原则：首先，粒料的表面含水量应低于1.5% ，内部则低于1%。含水量太高会造成肉眼可见的缺陷，并会使制品变脆。第二，粒料应该干净，尺寸和形状也应均匀一致，并且无杂质、碎屑或者细丝。另外，粒料上应无粉末残留。若发生残留，则往往是由于粒料生产商的设备设计不合理或者缺乏必要的维护。

具有浅棕色色调和均匀纹理的WPCs复合材料注塑制品颇有几分天然制品的外观，同时，这种材料也能够被制成高光泽制品，以及可被染成各种色彩均匀的颜色。

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