塑木板材將催生一個新的材料產業

　　塑木板材的研發應運而生
    木質材料與鋼材、水泥、塑料一起被稱為四大基礎原材料，木質材料是惟一可再生的。近 50年來木質材料主產品已經歷了兩代，第一代是原木鋸材，第二代是人造板。木材的主要成分是木素、半纖維素、纖維素，它一直是紙漿的主要原料。目前我國的木材相當一部分被人造板、紙漿行業用掉，造成森林減少，損害了地球環境，停止和減少森林砍伐量的呼聲一浪高過一浪。以造紙為例，現在造 1 噸紙漿要用 5 噸原木，這等于說其中的 4 噸作為廢水、廢物被排放掉了。生產1 噸人造板要消耗 1.7 噸原木，也就有 0.7 噸木材作為“三廢”排出。為了解決這一危機，人們一方面提倡以鋼代木、以塑代木，但同時又大量消耗了不可再生的石油和鐵礦資源。這已經或必將導致一個又一個原料危機的發生。也加劇地球大氣 CO2含量上升，氣候變暖。另外一方面，大樹不多了，人們就用復合的辦法把小材小料膠合起來使用。為此就必須使用大量的膠料。我國每年生產 4000 萬噸人造板，一年使用 400 萬噸膠料，其中 90%以上為脲醛膠，這是空氣中甲醛污染的主要來源。現在城市人正身陷以“室內空氣污染”為標志的第三污染期，而且裝修越高檔室內污染就越嚴重。大企業達標的材料也要釋放甲醛的，用得越多加起來的總和就超標了。盡管人們盡量減少甲醛的含量，但過度減少必將影響人造板的質量。可見第二代木質材料不在技術上升級換代放棄任何含甲醛材料，室內空氣污染問題是解決不了的。
    現在世界上每年的塑材產量 1.3 億噸左右，我國塑料生產企業 3 萬多家，年產量超過 2000 多萬噸，居世界第二位。我國每年生產的廢舊塑料在 240 萬噸－480 萬噸左右，塑料廢棄物已占垃圾的 1／4－1／3。由于缺乏成熟可靠的技術，造成的“白色污染”已成為中國環保事業的一個棘手問題。
    現在我國每年有幾億噸植物光合作用生產的纖維材料是可再生的，找不到利用辦法，年復一年的焚燒、廢棄，難道人們就不能將其利用起來生產出一種新材料，代替石油和木材利用嗎？正是在這一背景下塑木板材應運而生。
    國內外現狀和發展趨勢
    塑木產品十幾年前發明于日本，日本稱之為“愛因木”，在北美發展較快，在歐洲也正在興起，國際上對塑木統稱為“WPC”。據 2005 年第七屆國際塑木復合材料（WPC）年會上發布的消息，塑木材料的銷售額以年平均 25%的速度遞增。在森林資源豐富的北美，平均增長已超過 50%。僅美國和加拿大，2005 年的產量就達 1000 萬噸。在我國，山東鄒平電力集團與加拿大凱帝集團合作投資 1.45 億元生產塑木，年產 8000 噸。據塑木網發布的消息，國家已成立塑木協會，湖北近年內引進 20 條塑木生產線，其他地方也都在積極行動。塑木產品在幾年內必將走向一個快速發展的快車道。
    在國內、國外塑木發展比較快的產品是擠出成型，即窄面積的板和條，用的設備是錐度雙螺桿、同向或異向雙螺桿擠出機，產品多用于門窗框、地板、裝修材料、物流托盤等，窄面、長條的材料，產品有以下幾個缺陷：
    1.塑木材料生產與塑料蓋形，要使用篩選磨制加工的木纖維，不能使用如花生殼、豆桿之類的植物纖維，木材是填充物，所以從根本上講，它不是木質材料而是石油材料。
    2.擠出成型困難，廢品率高，因為是擠出成型產品，密度小、強度低、剛性差。
    3.使用塑料原料，用量大、成本高，且品種少。
    4.設備、模具、輔機價格昂貴。
    5.因使用原料和木材，不具備節約型經濟特征。
    如北美市場上塑木產品市場價格約 2.8 萬元／噸，在我國約 2 萬元／噸。成本高于塑料和天然木材，但因其塑木材料的特征好、綜合性強，還是受到人們的歡迎。
    研發的內容及主要創新點
    塑木板材在青島研發成功，其主要創新點是：
    1.可用廢棄的廢舊塑料，如機頭、模頭料、紙塑合成的牛奶袋、飲料袋、紙塑包裝等，以上因含有紙，其它行業不能用，卻是塑木產品的上好原料。
    2.不適用木纖維，使用農作物纖維（花生殼、棉花稈、豆桿等）。
    3.不適用進口設備或仿進口設備，使用自制的設備，節省了大量的投資。
    4.除設備轉動的電機外，我們用的能源是煤而不是電，節約了大量的費用。
    5.實行的是壓制工藝，產品面積大、強度高，屬補強產品，用途廣泛。
    主要研究方案和工藝路線
    塑木板材產品屬新型復合材料，原料使用廢舊塑料和植物纖維，制成的材料兼備木材和塑料兩者的優良性能，并和塑料一樣可 100%多次循環利用。因植物纖維在合成中不適用膠而使用塑料，所以材料無毒無味、環保無污染，屬綠色環保、節約循環型材料。它克服了人造板因使用甲醛膠而形成的刺鼻氣味和致癌物質，又避免了人造板受潮而分解的弊端；克服了木材因潮濕和干燥等自然條件而產生的變形和腐爛，更能解決金屬板材產生的銹蝕等缺陷。核心技術是“脈動排氣式塑木混煉擠出機”。現階段我國使用的擠出棍合技術只能使用單一的材料，它的缺點是不能將兩種不同分子結構材料互混，包括木材在內的一系列纖維是不溶不融的彈性固定材料。只能碳化不能塑化，無法進行塑化加工，它與熱性塑料是水和油的關系，很難結合。生產塑木首先要突破這一關。欲將塑料和植物纖維相互滲透和混合，達到互相充分浸潤，必須具備三大要點：一是高溫，二是高壓縮，三是高分散。高壓縮與高分散是塑料加工的一對矛盾，怎樣解決這一對矛盾是塑木材料生產的關鍵。將功能各異的擠出機采用積木式的方法拼裝使其具備綜合性。塑木在制造過程中因植物纖維含有大量的極性基團，具有各項異性，極易吸水，與塑料斥水性不易結合，表現在其臨界結合力很小，這就要求在加工前改善其上述狀況，添加一定比例的助劑，來解決它的潤滑性，改善塑料與纖維的界面結合力，根據不同的材料采用不同的配方。
    經考察，目前市場上出現的日本、歐美等國的塑木產品。成本高于塑料制品。該產品增加大量的木纖維，注定有極大的摩擦性，設備無論有多強的耐磨性都必然在不長的時間產生磨損。因產品采用一步法擠出，通過模具成型，一旦擠出機螺桿磨損 20 微米以上，其產品尺寸，穩定性表面的平整光潔度將產生很大的變異，產生大量的廢品。換一套仿進口部件也很昂貴，動輒幾十萬元。新研制的設備是將傳統的塑料設備進行功能性拼裝，將傳統的壓縮混合變成壓縮脈動混煉混合，獨創的“脈動混煉器”上多個可調的剪切銷釘構成了絕妙的分散混煉效果。單螺桿擠出機起到了比雙螺桿擠出機還好的分散混合效果，并且大大地減少了設備的摩擦性。該機合理的結構設計，能吃掉非常粗糙的廢舊物料，設備成本僅是進口設備的 1／10。更可貴的是，進口或仿制進口設備只能使用新原料，而我們使用的是廢料。形象地說，進口、仿進口的設備吃細料，用的能源是電，新研制的設備能吃粗糧，用的能源是煤，這就決定了產品的成本優勢，也就有了很好的經濟效益。大量利用廢舊物料也必定會產生很好的社會效益，完全符合國家提出的節約可循環型經濟。
    塑木產品與傳統的木質材料相比有以下優勢：
    1.對環境保護的貢獻大，把植物纖維所有成分復合在一起，沒有污染排出，把未能利用的材料利用起來，且能 100%回收利用，不產生二次污染。
    2.不需要任何膠料，真正是無甲醛產品。
    3.制品用途廣泛，從理論上講，現在用塑料、木材、鋼材、水泥等制造的絕大部分制品都可以替代。
    4.使用壽命長、制品不吸水、抗酸堿、抗紫外線、不腐爛、節省保護費用。
    5.節約石油，緩解危機。充分利用廢舊塑料，克服白色污染，為解決白色污染找到一條好路子。
    6.替代鋼、鋁、水泥、塑料，減少礦藏的消耗。鋼、鋁、水泥都是地球上不可再生的原料生產的，早晚都會像石油一樣遇到原料問題。科學研究表明，生產 1 噸木質基礎材料和生產 1 噸水泥、鋼材、塑料、鋁材消耗的能源比是 1：4：60：45：130。這就意味著，該產品與其它材料相比要節約幾倍、幾十倍上百倍的能源，與此相對應也要減少釋放幾倍、幾十倍、上百倍的 CO2。
    市場需求與應用產業化前景
    本產品是一種基礎材料，可廣泛用于各種輔板、路板、站臺、電板、防潮倉板、護墻板、天花板、裝飾板、高速公路隔音板、海邊輔地板、建筑模板、柵欄、室外露天桌椅、櫥衛板、活動板房、地板等。
    近幾年來，受國外影響，我國塑木產品在建材的應用上取得了高速的發展，如門窗框架、裝飾板條、物流托盤等，已被大量利用，因產出絕大部分是擠出成型，面積窄、長度長，用途單一，只能用于窄而長的制品。在塑木業發達的美國，塑木板材甚至應用在軍事上。據網上查詢，僅美國在夏威夷的軍用碼頭，維修一次就用掉 8000 萬美元的塑木板材。其戶外柵欄，景觀用材，更是大的驚人。以我國的免熏蒸托盤為例，目前大多利用木質托盤，歐美等國限制中國出口貨品用木質托盤進入市場，所以我國對代用包裝材料需求越來越迫切。我國目前托盤需求量是 1 億個。到 2010 年增長到 2 億個，屆時若塑木托盤占有 30%市場份額的話，就是一個很大的市場。目前免熏蒸托盤只有塑料一種，其市場價在 220 元左右。隨著石油產品價格的上漲，它的價格也必然上漲，而塑木托盤的成本不足 100 元，僅此一項就給塑木板材帶來了一個很大的市場空間和利潤空間。再如建筑模板市場，國家已明令禁止使用，在我國大多使用鋼模板和竹膠板。這兩種模板都不能回收利用，鋼模版價格高，維護費用高，自重大，不能任意切割拼裝，并且很容易和混凝土粘連。竹膠板比鋼板價格低，但是存在拼縫多.平整度差，易變形受潮、易分解等缺陷。因過度使用膠，一旦破損就會產生污染。我國目前用國產膠生產的膠合板用于建筑模板，因膠的質量差，不耐水，很難推廣。而用美國生產的膠合板價格每噸高達 13，000 元，也存在不耐水的缺陷。高強度，大型張的塑木板材，一旦應用于建筑模板，都能克服鋼模板和竹膠模板的缺陷。塑木制品的好處，不勝枚舉。總之，發展塑木就是發展循環經濟，就是參與建設節約型社會，就是以實際行動貫徹落實中央提出的科學發展觀，對國家及全球的可持續發展都有重大的意義。推廣塑木技術，辦一個年產 5 萬噸的企業，可用植物纖維 35，000 噸，當地農民可增加收入 700 萬元，利用廢舊塑料 15，000 噸，既緩解了當地環保部門的壓力，又可為當地閑置人員增加就業就會，從垃圾中撿回財富 7500 萬元。利用 5 萬噸塑木可節省木材 8.5 萬立方米，用來節省鋼材、水泥分別為20 萬噸，用來替代塑料和鋁材分別是 4 萬噸。
    塑木產業的發展前景不但在中國看好，在全世界都是看好的。這不僅是因為產品本身的優良特性。更為重要的是由其資源循環利用的意義和對環境保護的重要貢獻所決定的。中國和美國的木材需求量相當，美國是世界上森林資源最豐富的地區之一，也是塑木工業最發達的地區，因為他們珍惜天然森林，重視對環境的保護。我們國家是一個森林資源匱乏的國家，由于樹木過度采伐，綠色屏障遭到破壞，因此政府特別重視資源循環利用和對生態環境的保護。這為塑木產品的發展提供了一個良好的大環境。
    鑒于塑木發展的前景和我國目前塑木業市場的現實，應圍繞下列領域開拓新市場：1.從一般木材制品難以進入的領域進入。如，室外建筑、園林設施，木質包裝等；2.在塑木制品可以發揮優良性能的領域進入，如，建筑模板等；3.進入價格優勢的領域，高速路、鐵路圍欄等；4，有特殊環境保護要求的，如家庭裝修、櫥衛家具、出口包裝箱。