PE木粉制造過程詳解

PE木粉（聚乙烯木粉復合材料）的制造過程是將木質纖維與聚乙烯（PE）樹脂通過物理或化學方法復合，形成兼具木材質感與塑料性能的新型材料。其核心工藝可分為原料預處理、混合改性、成型加工三個階段，具體流程及關鍵技術如下：

一、原料預處理：確保材料相容性與穩定性

木粉處理

來源與粒徑：木粉可來自廢鋸末、竹粉、稻殼粉等，粒徑需控制在40-100目（過細易團聚，過粗影響分散性）。例如，100目木粉因表面粗糙度適中，與PE界面相容性z佳，可顯著提升復合材料的沖擊強度和彎曲強度。

干燥與除雜：木粉含水率需低于5%，否則加熱時水分蒸發會導致材料內部產生氣泡，降低力學性能。通常采用110℃-130℃烘干1-2小時，減量5%-10%為宜。

表面改性：木粉表面含大量羥基，呈強極性，而PE為非極性，兩者相容性差。需用鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑或相容劑（如EAA、酚醛樹脂粉）處理木粉，形成化學鍵或物理互鎖結構，提高界面粘接力。例如，1%-2%的鈦酸酯偶聯劑處理可顯著改善木粉與PE的分散性。

PE樹脂選擇

類型：常用高密度聚乙烯（HDPE）或線性低密度聚乙烯（LLDPE），因HDPE具有較高的結晶度和機械強度，更適合作為木塑復合材料的基體。

熔體流動速率（MFR）：MFR較高的PE樹脂對木粉的浸潤性更好，可提升木粉分布均勻性，進而改善復合材料的沖擊強度。例如，PVCSG-7或PVCSG-8型樹脂因MFR較高，常被選為PVC/木塑復合材料的基體。

二、混合改性：優化材料性能的關鍵步驟

高速混合

設備：采用熱混機（如200L/300L/500L）將PE樹脂、木粉、相容劑、潤滑劑、抗氧劑等助劑在高速攪拌下加熱至100℃-120℃，使助劑充分熔融并分散于樹脂和纖維中。

冷混降溫：熱混后的物料通過冷混機（如300L/600L/1000L）冷卻至40℃-50℃，避免高溫導致材料分解，同時排除水汽，確保顏色穩定。

密煉與造粒

密煉：將混合物料加入密煉機，在160℃-170℃下熔融共混，通過剪切力使木粉與PE充分混合，形成均勻的熔體。

造粒：熔融物料通過擠出機擠出，經水冷或風冷定型后切割成顆粒狀PE木粉復合材料。造粒過程需嚴格控制溫度（如145℃），避免PE分解，同時確保木粉分散均勻。

三、成型加工：賦予材料z終形態與性能

擠出成型

工藝：將PE木粉顆粒加入擠出機，在180℃-200℃下熔融，通過螺桿旋轉將物料向前推送，經機頭擠出形成管材、板材或型材。擠出過程中需控制冷卻水槽溫度，確保產品快速定型。

應用：適用于生產門窗框、地板、戶外家具等連續性制品，工藝簡單、效率高，但產品幅面尺寸受限。

模壓成型

工藝：將混合物料鋪裝在模具中，在高溫（160℃-180℃）和高壓（10MPa-15MPa）下熱壓成型，適用于生產大幅面板材或異形制品。

優勢：熱壓參數易控，產品內部結構均勻，泡孔分布少，物理力學性能優異。例如，熱壓法制備的木橡塑復合材料密度均勻系數大于0.87，濕穩定性遠強于傳統木質人造板。

注射成型

工藝：將PE木粉顆粒加熱融化后，通過注射機注入模具中冷卻成型，適用于制造形狀復雜、尺寸精確的制品，如塑料瓶蓋、玩具等。

要求：需控制注射溫度和壓力，避免木粉在高溫下分解，同時確保產品表面光潔度。

四、關鍵技術參數與質量控制

溫度控制

密煉溫度：160℃-170℃（確保PE熔融且不分解）。

擠出溫度：180℃-200℃（根據PE類型調整，如HDPE需更高溫度）。

熱壓溫度：160℃-180℃（促進PE與木粉界面融合）。

木粉填充量

木粉用量通常為30%-50%，過高會導致分散性差，力學性能下降；過低則成本優勢不明顯。例如，每100份回收PE中加入50份木粉時，需用1%-2%的鈦酸酯偶聯劑處理以改善性能。

助劑選擇

相容劑：EAA、酚醛樹脂粉等可顯著提升木粉與PE的界面粘接力。

潤滑劑：減少物料與設備摩擦，提高生產效率。

抗氧劑：防止PE在加工過程中氧化降解，延長產品使用壽命。

五、應用領域與優勢

PE木粉復合材料結合了木材的天然質感和塑料的耐用性，具有以下優勢：

環保性：可利用廢舊塑料和木材加工剩余物，減少資源浪費。

耐候性：PE基體賦予材料優異的耐水、耐腐蝕性能，適用于戶外環境。

加工性：可通過擠出、模壓、注射等多種工藝成型，滿足不同應用需求。

成本效益：相比純木材或塑料，PE木粉復合材料成本更低，且可鋸、釘、刨，加工性能優異。

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