Новый материал: «жидкое дерево»

Материалы с приставкой «жидкий» уже давно на слуху: «жидкое стекло», «жидкие обои», «жидкая теплоизоляция» и т. д. Как правило, в таком случае речь идет об инновационных «находках» производителей. «Жидкое дерево» тоже не исключение. Вслед за США этот материал активно завоевывает и европейский рынок, в том числе отечественный.

Сразу стоит оговориться, что «жидким деревом» правильнее называть не сам конечный продукт, а скорее технологию. Суть ее — в соединении древесной муки с полимерными смолами и получении методом экструзии композита, занимающего некое промежуточное положение между пластмассой и деревом. Но обо всем по порядку.

История появления

Никто не подвергает сомнению тот факт, что дерево — уникальный по своим свойствам натуральный материал, однако в его использовании слишком много «но». Именно желанием устранить «капризность» материала и снизить его стоимость, сохранив при этом лучшие качества натурального дерева, и объясняется создание самых разнообразных «деревосодержащих» материалов. Так появились фанера, ДСП, ДВП, а следом и революционная технология изготовления строительных профильно-погонажных изделий, предложенная Австрийским институтом агробиотехнологии, получившая условное название «жидкое дерево», что в целом отражает суть производства (нужно всего лишь засыпать в экструдер особый гранулят, дальнейший же процесс мало чем отличается от производства ПВХ-профилей).

Экструзию термопластов с использованием древесных наполнителей нельзя считать абсолютно новым изобретением. Начало практических разработок в области «жидкого дерева» относится еще к 1977 году, когда в Швеции появилось первое профильное производство такого рода. Тогда к готовой смеси на базе ПВХ добавлялось примерно 30 % мелко измельченных опилок. После нескольких лет производства технология не получила развития. С одной стороны, причиной этого стал незначительный сбыт. С другой — слишком высокий износ технологического оборудования. Сегодня появились новые области применения древесно-полимерных материалов, новые технологии их производства и возможности переработки.

Состав «жидкого дерева»

Современные древесно-полимерные композиционные материалы состоят из трех основных компонентов: специально подготовленных частиц измельченной древесины, синтетических или органических термопластичных полимеров либо их смесей и комплекса специальных химических добавок (модификаторов), улучшающих потребительские и технологические свойства исходной смеси и готовой продукции.

Древесные волокна являются главным компонентом «жидкого дерева» и составляют 50–80 %, а иногда и до 90 % в смеси. Технология получения древесных волокон для наполнения композиции — довольно сложный процесс, конечным продуктом которого являются частицы размерами 90, 120 и 300 мкм. Отходы деревообработки дробятся, затем материал просеивается и фракционируется. При переработке важно сохранить содержание влаги в древесных волокнах на уровне 1–3 %, но не ниже, т. к. при этом теряется их гибкость, вследствие чего ухудшаются свойства профиля.

В состав «жидкого дерева», помимо древесных опилок, могут входить другие растительные волокна — например, отходы переработки початков и производства растительных масел, пенька, лен, сизаль, рисовая шелуха, ореховая скорлупа, солома.

Для производства «жидкого дерева» могут использоваться любые термопластичные полимеры и их смеси, однако на практике чаще всего применяются полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид. Некоторые компании приступили к использованию для производства древесно-полимерных материалов пластиковых промышленных и бытовых отходов (упаковочной пленки, бутылок и др.). Еще одним направлением является применение в качестве связующих биологических полимеров: зерновых крахмалов, казеина, продуктов переработки отходов мясной промышленности, отходов кожевенного и бумажного производств. Это приводит не только к значительному удешевлению продукта, но и делают композиты легко утилизируемыми.

Сам процесс экструзии «жидкого дерева» не является очень сложным. Отдельные компоненты состава загружают в специальный измельчающе-смесительный экструдер-гранулятор, где они измельчаются, перемешиваются, смесь нагревается в строго определенном режиме, при необходимости гранулируется и поступает в формующий стандартный экструдер. Размягченная масса продавливается через специальную фильеру, затем попадает в сухие роликовые калибровочные устройства, после этого профиль поступает на гусеничное тянущее устройство, а затем автоматическая пила отрезает профиль по заданному размеру.

Профили из «жидкого дерева» получаются идеально ровными, гладкими, без сучков, заусениц, искривлений по длине — дефектов, которые обычно присущи деревянной профильно-погонажной продукции.

Одно из главных преимуществ «жидкого дерева» — возможность производства облегченных пустотелых профилей, что ведет к снижению материальных затрат, удешевлению и ускорению строительства. Внутри пустот прокладывают электрические провода, кабели, отопительные трубы, располагают специальные защелки, позволяющие, например, монтировать плинтус без гвоздей и шурупов. Такие конструкции при необходимости можно легко разобрать, не ломая, и сохранить для дальнейшего использования.

Полезные добавки

При введении в состав «жидкого дерева» антипиренов и антисептиков получают профиль, защищенный на всю глубину от огня и гниения. Такой защиты не дают даже самые эффективные пропитки для дерева. Если в состав древесно-полимерного композита включены гидрофобные добавки, получаемые профили будут устойчивы к сырости.

Также для управления свойствами «жидкого дерева» и технологическим процессом в его состав вводят различные добавки-модификаторы: антиокислители, противоударные модификаторы, смазочные материалы, температурные стабилизаторы, пигменты и т. д. Есть примеры использования вспенивающих агентов, обеспечивающих снижение плотности древесно-полимерных композитов.

Обрабатываемость «жидкого дерева»

Профили можно декорировать всеми известными способами: фанеровать, ламинировать пленками и листовыми пластиками, покрывать любыми красками и лаками. Механическая обработка профилей из «жидкого дерева» традиционна: резка, сверление, шлифовка.

Недостатки «жидкого дерева»

Справедливости ради нужно отметить, что профили из «жидкого дерева» не лишены недостатков, присущих натуральной древесине. Они могут изменять цвет под действием света и несколько набухать (обратимо) в условиях повышенной влажности. Но эти недостатки могут быть устранены и, в принципе, не вызывают особых проблем при использовании готового продукта.

Перспективы древесно-полимерных материалов

Внедрение экструзии по технологии «жидкое дерево» означает возможность выдавливать из смеси измельченной древесины и пластика любые формы, по своим свойствам находящиеся посередине между пластмассой и деревом, с высокой производительностью, свойственной пластмассовой индустрии. Вот почему промышленное производство таких композитов набирает обороты.

Область применения материала

«Жидкое дерево» может использоваться для устройства беседок, террас, лестниц, дорожек, детских площадок, пирсов (очень популярно в США), бассейнов, балконов, эксплуатируемой кровли и т. д.

Конечно, с точки зрения экологичности материал, содержащий пластик, не может сравниться с натуральным деревом или камнем. Но в то же время некоторые преимущества перед этими материалами древесно-полимерный композит имеет.

В отличие от древесины он устойчив к воде, биологическим воздействиям (таким как плесень, грибок, насекомые), механическим повреждениям, моющим средствам, выдерживает перепады температуры, не деформируется и не нуждается в дополнительной защите. А в сравнении с натуральным камнем, значительно проще монтируется и имеет нескользкую поверхность. Срок службы материала — 50 лет.

Размеры

Стандартный размер доски, изготовленной по технологии «жидкое дерево»: длина — 3,4,5 или 6 м, ширина — 137−160 мм, толщина 22−35 мм. Однако существуют производства, способные выпускать по такой технологии листы до 3 м шириной.

Автор: Стройка