结构塑料木材的起源和历史

结构塑料木材的起源和历史

塑料板材已成为当今应用最广泛的结构材料之一。凭借卓越的强度、耐用性和多功能性,它成为传统木材无可比拟的竞争对手。尽管如此,重要的是要了解塑料材料是如何与结构塑料木材的起源和历史联系在一起的。从 20世纪最初的木塑复合材料到今天的高密度聚乙烯材料,塑料板材在住宅、商业、工业和海洋应用中取得了长足的进步。阅读本指南,了解更多关于塑料木材的历史及其与传统木材相比的独特性。

木塑复合材料的历史

在出现 HDPE 塑料木材之前,出现了木塑复合材料。木塑复合材料是由木纤维和热塑性材料(如聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯)组成的产品。它们早于塑料木材成为天然纤维塑料复合材料 (NFPC) 的基础子集。NFPC 不含纤维素纤维填料,例如纸浆纤维、花生壳、竹子或稻草。木塑复合材料将各种聚合物整合到木纤维中,以促进最佳加工条件。木塑复合材料作为当代塑料板材的前身,有着悠久的历史。

它于 1960 年在意大利北部的米兰市首次发明。最初作为塑料-木材销售,这是木纤维和热塑性塑料的第一种主要复合混合物。从那里开始,它在住宅、商业和海洋环境中得到了广泛的应用。木塑复合材料用于室外平台、壁板、装饰条和饰边、窗框和门框以及家具。鉴于木塑复合材料仍保留木纤维或面粉,它们可能需要防腐剂来防止木材腐烂和白蚁侵扰。

HDPE 和高强度聚合物的介绍

到 1990 年代,木塑复合材料的流行已通过各种消费应用证明了自己。尽管如此,研究人员还是发现了一种将高强度热塑性聚合物从回收的 HDPE 塑料转化为坚固、坚固的塑料木材的方法。与木塑复合材料不同,这些材料不含木材衍生物。回收高密度聚乙烯的使用进一步解决了废弃瓶子、水壶和其他塑料废料进入回收和再利用工业应用的问题。这使得 HDPE 塑料木材成为不同于任何复合材料的全合成产品。

自 1990 年代推出以来,合成木材已在许多住宅、商业和工业应用中证明是可靠的。由于材料的使用寿命和结构维护,HDPE 塑料板材受到家具制造商的欢迎。此外,由于其天然的防潮和耐候性,桥梁、桩和其他海洋工程项目都使用 HDPE 塑料板材。对塑料木材的需求在最近十年才有所增加。由于 HDPE 木材的可持续性,减少消费后废物的努力引起了人们对 HDPE 木材的新兴趣。HDPE 木材不仅由牛奶罐或瓶子等消费后原材料制成,而且在其预期用途后还可以 100% 回收利用。

应用和使用

了解结构塑料板材的起源和历史后,接下来必须了解 HDPE 板材的结构特性和应用,以认识到其潜力。与传统木材相比,HDPE 塑料木材具有许多优点。它可以满足任何空间条件,使其成为各种室内和室外应用的最佳选择。它像使用传统木工工具对木材进行弯曲、固定、塑形、钻孔和切割一样。HDPE 塑料板材还具有防水性,可防止木材腐烂和发霉。

低维护也证明了一个可靠的方面。高强度热塑性聚合物使其能够耐受多种化学试剂,并且无需太多维护即可保护油漆和饰面。您可以使用自然色调对 HDPE 塑料木材进行油漆和抛光,以提供类似木材的饰面。

尽管有这些优点,但值得注意的是,即使是 HDPE 塑料木材也有其缺点。主要是,极端天气会改变木材的质量。例如,极热的天气可能会使它变形。就工程特性而言,塑料板材也比木材更容易蠕变。由于压缩性能等于或大于木材,弹性模量很小,因此会导致蠕变和承重问题。

对于塑料板材的特性,需要牢记各种标准。美国材料与试验协会列出了七种用于塑料板材应用的标准。

  • D 6108 塑料板材和型材压缩性能的标准测试方法
  • D 6109 未增强和增强塑料木材弯曲性能的标准测试方法
  • D 6111 塑料板材和型材位移堆积密度和比重的标准测试方法
  • D 6112 塑料板材和型材的压缩和弯曲蠕变和蠕变断裂的标准测试方法
  • D 6117 塑料板材和型材机械紧固件的标准测试方法
  • D 6341 标准测试方法,用于测定 -30 至 140 华氏度之间的塑料板材和塑料板材形状的热膨胀线性系数
  • D 6435 塑料板材和塑料板材型材剪切性能的标准测试方法

制造商使用这些评级来确定塑料板材在各种应用中的强度和前景。这些应用范围从住宅到商业、工业和海洋级项目。塑料板材的一些常见应用包括甲板、地板、栏杆、围栏、景观美化、覆层和壁板、成型和装饰、窗框和门框、海洋墙壁和打桩等。由于 HDPE 塑料板材具有低维护性和天然的防潮、防热和环境条件特性,因此应用范围广泛,使其成为许多行业可靠且用途广泛的结构材料。

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