塑木板材的研發(fā)應(yīng)運(yùn)而生
    木質(zhì)材料與鋼材、水泥、塑料一起被稱為四大基礎(chǔ)原材料，木質(zhì)材料是惟一可再生的。近 50年來木質(zhì)材料主產(chǎn)品已經(jīng)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(dāng)一部分被人造板、紙漿行業(yè)用掉，造成森林減少，損害了地球環(huán)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(xiàn)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(chǎn)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(jī)，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(jīng)或必將導(dǎo)致一個又一個原料危機(jī)的發(fā)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(fù)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(chǎn) 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?，F(xiàn)在城市人正身陷以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染期，而且裝修越高檔室內(nèi)污染就越嚴(yán)重。大企業(yè)達(dá)標(biāo)的材料也要釋放甲醛的，用得越多加起來的總和就超標(biāo)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(zhì)量?？梢姷诙举|(zhì)材料不在技術(shù)上升級換代放棄任何含甲醛材料，室內(nèi)空氣污染問題是解決不了的。
    現(xiàn)在世界上每年的塑材產(chǎn)量 1.3 億噸左右，我國塑料生產(chǎn)企業(yè) 3 萬多家，年產(chǎn)量超過 2000 多萬噸，居世界第二位。我國每年生產(chǎn)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(shù)，造成的“白色污染”已成為中國環(huán)保事業(yè)的一個棘手問題。
    現(xiàn)在我國每年有幾億噸植物光合作用生產(chǎn)的纖維材料是可再生的，找不到利用辦法，年復(fù)一年的焚燒、廢棄，難道人們就不能將其利用起來生產(chǎn)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(yīng)運(yùn)而生。
    國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
    塑木產(chǎn)品十幾年前發(fā)明于日本，日本稱之為“愛因木”，在北美發(fā)展較快，在歐洲也正在興起，國際上對塑木統(tǒng)稱為“WPC”。據(jù) 2005 年第七屆國際塑木復(fù)合材料（WPC）年會上發(fā)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(chǎn)量就達(dá) 1000 萬噸。在我國，山東鄒平電力集團(tuán)與加拿大凱帝集團(tuán)合作投資 1.45 億元生產(chǎn)塑木，年產(chǎn) 8000 噸。據(jù)塑木網(wǎng)發(fā)布的消息，國家已成立塑木協(xié)會，湖北近年內(nèi)引進(jìn) 20 條塑木生產(chǎn)線，其他地方也都在積極行動。塑木產(chǎn)品在幾年內(nèi)必將走向一個快速發(fā)展的快車道。
    在國內(nèi)、國外塑木發(fā)展比較快的產(chǎn)品是擠出成型，即窄面積的板和條，用的設(shè)備是錐度雙螺桿、同向或異向雙螺桿擠出機(jī)，產(chǎn)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(chǎn)品有以下幾個缺陷：
    1.塑木材料生產(chǎn)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(zhì)材料而是石油材料。
    2.擠出成型困難，廢品率高，因?yàn)槭菙D出成型產(chǎn)品，密度小、強(qiáng)度低、剛性差。
    3.使用塑料原料，用量大、成本高，且品種少。
    4.設(shè)備、模具、輔機(jī)價格昂貴。
    5.因使用原料和木材，不具備節(jié)約型經(jīng)濟(jì)特征。
    如北美市場上塑木產(chǎn)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(qiáng)，還是受到人們的歡迎。
    研發(fā)的內(nèi)容及主要創(chuàng)新點(diǎn)
    塑木板材在青島研發(fā)成功，其主要創(chuàng)新點(diǎn)是：
    1.可用廢棄的廢舊塑料，如機(jī)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(yè)不能用，卻是塑木產(chǎn)品的上好原料。
    2.不適用木纖維，使用農(nóng)作物纖維（花生殼、棉花稈、豆桿等）。
    3.不適用進(jìn)口設(shè)備或仿進(jìn)口設(shè)備，使用自制的設(shè)備，節(jié)省了大量的投資。
    4.除設(shè)備轉(zhuǎn)動的電機(jī)外，我們用的能源是煤而不是電，節(jié)約了大量的費(fèi)用。
    5.實(shí)行的是壓制工藝，產(chǎn)品面積大、強(qiáng)度高，屬補(bǔ)強(qiáng)產(chǎn)品，用途廣泛。
    主要研究方案和工藝路線
    塑木板材產(chǎn)品屬新型復(fù)合材料，原料使用廢舊塑料和植物纖維，制成的材料兼?zhèn)淠静暮退芰蟽烧叩膬?yōu)良性能，并和塑料一樣可 100%多次循環(huán)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(huán)保無污染，屬綠色環(huán)保、節(jié)約循環(huán)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(zhì)，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(chǎn)生的變形和腐爛，更能解決金屬板材產(chǎn)生的銹蝕等缺陷。核心技術(shù)是“脈動排氣式塑木混煉擠出機(jī)”?，F(xiàn)階段我國使用的擠出棍合技術(shù)只能使用單一的材料，它的缺點(diǎn)是不能將兩種不同分子結(jié)構(gòu)材料互混，包括木材在內(nèi)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(jìn)行塑化加工，它與熱性塑料是水和油的關(guān)系，很難結(jié)合。生產(chǎn)塑木首先要突破這一關(guān)。欲將塑料和植物纖維相互滲透和混合，達(dá)到互相充分浸潤，必須具備三大要點(diǎn)：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(chǎn)的關(guān)鍵。將功能各異的擠出機(jī)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(tuán)，具有各項(xiàng)異性，極易吸水，與塑料斥水性不易結(jié)合，表現(xiàn)在其臨界結(jié)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(jié)合力，根據(jù)不同的材料采用不同的配方。
    經(jīng)考察，目前市場上出現(xiàn)的日本、歐美等國的塑木產(chǎn)品。成本高于塑料制品。該產(chǎn)品增加大量的木纖維，注定有極大的摩擦性，設(shè)備無論有多強(qiáng)的耐磨性都必然在不長的時間產(chǎn)生磨損。因產(chǎn)品采用一步法擠出，通過模具成型，一旦擠出機(jī)螺桿磨損 20 微米以上，其產(chǎn)品尺寸，穩(wěn)定性表面的平整光潔度將產(chǎn)生很大的變異，產(chǎn)生大量的廢品。換一套仿進(jìn)口部件也很昂貴，動輒幾十萬元。新研制的設(shè)備是將傳統(tǒng)的塑料設(shè)備進(jìn)行功能性拼裝，將傳統(tǒng)的壓縮混合變成壓縮脈動混煉混合，獨(dú)創(chuàng)的“脈動混煉器”上多個可調(diào)的剪切銷釘構(gòu)成了絕妙的分散混煉效果。單螺桿擠出機(jī)起到了比雙螺桿擠出機(jī)還好的分散混合效果，并且大大地減少了設(shè)備的摩擦性。該機(jī)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能吃掉非常粗糙的廢舊物料，設(shè)備成本僅是進(jìn)口設(shè)備的 1／10。更可貴的是，進(jìn)口或仿制進(jìn)口設(shè)備只能使用新原料，而我們使用的是廢料。形象地說，進(jìn)口、仿進(jìn)口的設(shè)備吃細(xì)料，用的能源是電，新研制的設(shè)備能吃粗糧，用的能源是煤，這就決定了產(chǎn)品的成本優(yōu)勢，也就有了很好的經(jīng)濟(jì)效益。大量利用廢舊物料也必定會產(chǎn)生很好的社會效益，完全符合國家提出的節(jié)約可循環(huán)型經(jīng)濟(jì)。
    塑木產(chǎn)品與傳統(tǒng)的木質(zhì)材料相比有以下優(yōu)勢：
    1.對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)大，把植物纖維所有成分復(fù)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(chǎn)生二次污染。
    2.不需要任何膠料，真正是無甲醛產(chǎn)品。
    3.制品用途廣泛，從理論上講，現(xiàn)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(jié)省保護(hù)費(fèi)用。
    5.節(jié)約石油，緩解危機(jī)。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(chǎn)的，早晚都會像石油一樣遇到原料問題?？茖W(xué)研究表明，生產(chǎn) 1 噸木質(zhì)基礎(chǔ)材料和生產(chǎn) 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(chǎn)品與其它材料相比要節(jié)約幾倍、幾十倍上百倍的能源，與此相對應(yīng)也要減少釋放幾倍、幾十倍、上百倍的 CO2。
    市場需求與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化前景
    本產(chǎn)品是一種基礎(chǔ)材料，可廣泛用于各種輔板、路板、站臺、電板、防潮倉板、護(hù)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(wèi)板、活動板房、地板等。
    近幾年來，受國外影響，我國塑木產(chǎn)品在建材的應(yīng)用上取得了高速的發(fā)展，如門窗框架、裝飾板條、物流托盤等，已被大量利用，因產(chǎn)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(yè)發(fā)達(dá)的美國，塑木板材甚至應(yīng)用在軍事上。據(jù)網(wǎng)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(zhì)托盤，歐美等國限制中國出口貨品用木質(zhì)托盤進(jìn)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(chǎn)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(xiàng)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(hù)費(fèi)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(chǎn)生污染。我國目前用國產(chǎn)膠生產(chǎn)的膠合板用于建筑模板，因膠的質(zhì)量差，不耐水，很難推廣。而用美國生產(chǎn)的膠合板價格每噸高達(dá) 13，000 元，也存在不耐水的缺陷。高強(qiáng)度，大型張的塑木板材，一旦應(yīng)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?？傊?，發(fā)展塑木就是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，就是參與建設(shè)節(jié)約型社會，就是以實(shí)際行動貫徹落實(shí)中央提出的科學(xué)發(fā)展觀，對國家及全球的可持續(xù)發(fā)展都有重大的意義。推廣塑木技術(shù)，辦一個年產(chǎn) 5 萬噸的企業(yè)，可用植物纖維 35，000 噸，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民可增加收入 700 萬元，利用廢舊塑料 15，000 噸，既緩解了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的壓力，又可為當(dāng)?shù)亻e置人員增加就業(yè)就會，從垃圾中撿回財富 7500 萬元。利用 5 萬噸塑木可節(jié)省木材 8.5 萬立方米，用來節(jié)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景不但在中國看好，在全世界都是看好的。這不僅是因?yàn)楫a(chǎn)品本身的優(yōu)良特性。更為重要的是由其資源循環(huán)利用的意義和對環(huán)境保護(hù)的重要貢獻(xiàn)所決定的。中國和美國的木材需求量相當(dāng)，美國是世界上森林資源最豐富的地區(qū)之一，也是塑木工業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，因?yàn)樗麄冋湎烊簧?，重視對環(huán)境的保護(hù)。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(huán)利用和對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。這為塑木產(chǎn)品的發(fā)展提供了一個良好的大環(huán)境。
    鑒于塑木發(fā)展的前景和我國目前塑木業(yè)市場的現(xiàn)實(shí)，應(yīng)圍繞下列領(lǐng)域開拓新市場：1.從一般木材制品難以進(jìn)入的領(lǐng)域進(jìn)入。如，室外建筑、園林設(shè)施，木質(zhì)包裝等；2.在塑木制品可以發(fā)揮優(yōu)良性能的領(lǐng)域進(jìn)入，如，建筑模板等；3.進(jìn)入價格優(yōu)勢的領(lǐng)域，高速路、鐵路圍欄等；4，有特殊環(huán)境保護(hù)要求的，如家庭裝修、櫥衛(wèi)家具、出口包裝箱。