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塑木复合材料应用,场景设计的重要性

星期三, 11月 30, 2022

塑木复合材料是以木粉、稻壳、秸秆等木质纤维材料和以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)为塑料复合而成。因其具有优良可塑性、表面装饰多样化、易于二次加工、经济可持续,绿色环保等特点,WPC 制品被大量地应用在园林造景、建筑装饰、家具制造及包装运输等领域。塑木制品的性能多样,如果不依其应用场景进行选择和使用,不仅难以发挥其优势,而且还可能在制品开发、材料推广、用户体验等方面出现一些问题。因此,基于场景化设计(scenario-based design,SBD)理念和方法对塑木制品进行设计和应用,是提高其附加值的关键。

功能化塑木制品开发的途径包括配方体系改进、成型工艺改进和二次加工设计等。通过对配方体系调整,如采用不同组分、不同比例及不同组配顺序实现材料的性能差异;通过对成型工艺进行控制,使材料在成型后具备不同的结构,从而拥有不同的物理化学特性;通过二次加工设计,可以使塑木制品具有新的结构造型或功能,如通过对塑木室内墙板表面打蜂窝状微孔,增强其吸声降噪的效果。塑木易燃,燃烧产生的烟可造成伤害;塑木在长期使用过程中,其物理力学性能会降低;另外,塑木中存在的生物质成分也会使其受到微生物的破坏等,这些都是促使对塑木进行功能化研究和开发的重要影响因素。

如果从SBD方法出发,在不同场景下必然要求塑木拥有不同的性能,来满足该场景下用户的需求。目前研究者们采用的主要改性方式是在材料配方中加入助剂,来实现阻燃抑烟、耐老化、耐候及抗菌等功能。如在成型过程中引入泡孔制成发泡塑木,材料内部的泡孔结构可以钝化裂纹尖端、阻止裂纹扩展,克服塑木脆性大的缺点,同时改善其抗冲击性能和伸长率;在应用方面,塑木内部泡孔结构增加了隔音、隔热和缓冲的效果,即通过改变材料的结构来实现功能化。塑木及其制品本身具有优良的性能,随着研究的深入和市场的拓展,在材料推广、制品开发、用户体验等层面有必要采用新的理念和方法来指导其高附加值利用。将SBD方法应用到塑木制品的功能化开发思路中来,以使用场景需要和用户需求来引导材料研发环节,把用户需求与材料研发直接联系起来,让用户体验变得更为重要,明确塑木制品功能化开发的途径,丰富塑木制品的设计空间,提供优化塑木制品体验的方法,从而推动塑木制品的高附加值利用和健康可持续发展。

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