木材プラスチック複合材に一般的に使用される添加剤

カップリング剤：プラスチックと木粉の表面の間に強力な界面結合を生成できます。 同時に、木粉の吸水率を低下させ、木粉とプラスチックの相溶性と分散性を向上させることができるため、複合材料の機械的特性が大幅に向上します。 一般的に使用されるカップリング剤には、主にイソシアネート、過酸化クメン、アルミネート、フタル酸エステル、シランカップリング剤、無水マレイン酸変性ポリプロピレン (man-g-pp)、エチレンアクリレート (EAA) が含まれます。 通常、カップリング剤の添加量は、木粉の添加量の1wt%～8wt%です。 たとえば、シランカップリング剤は、プラスチックと木粉の接着性を向上させ、木粉の分散を改善し、吸水率を低下させることができます。 しかし、木粉のアルカリ処理は木粉の分散を改善するだけで、木粉の吸水性とプラスチックとの接着性を改善することはできません。 マレイン酸カップリング剤とステアリン酸潤滑剤は相反する反応をするため、併用すると製品の品質や生産量が低下するので注意が必要です。

可塑剤: ガラス転移温度が高くメルト フロー粘度の高い樹脂 (硬質 PVC など) は、木粉との混合時に処理が困難です。 可塑剤は、加工性能を向上させるためにしばしば添加されます。 可塑剤の分子構造には、極性遺伝子と非極性遺伝子が含まれています。 高温せん断の作用下で、ポリマー分子鎖に入り込み、極性遺伝子の相互引力により均一で安定したシステムを形成できます。 長い無極性分子を挿入することで、ポリマー分子同士の引力を弱め、加工を容易にします。 木材プラスチック複合材料で一般的に使用される可塑剤は、フタル酸ジブチル (DOS) などです。 たとえば、可塑剤DOPをPVC木粉複合材に添加すると、加工温度が低下し、木粉の分解と煙が減少し、可塑剤DOP含有量の増加とともに複合材の引張強度が低下し、破断点伸びが増加します。

潤滑剤: 木材プラスチック複合材料は、溶融流動性と押出製品の表面品質を改善するために潤滑剤を追加する必要があります。 使用される潤滑剤は、内部潤滑剤と外部潤滑剤に分けられます。 内部潤滑剤の選択は、使用するマトリックス樹脂に関連しています。 高温で樹脂との相溶性が良好で、特定の可塑化効果があり、樹脂内の分子間の凝集エネルギーを低下させ、分子間の相互摩擦を弱め、樹脂の溶融粘度を低下させ、溶融流動性を向上させます。 外部潤滑剤は、実際にはプラスチック成形プロセスにおける樹脂と木粉の間の界面潤滑として機能します。 その主な機能は、樹脂粒子の滑りを促進することです。 通常、潤滑剤には内部潤滑特性と外部潤滑特性の両方があります。 潤滑剤は、ダイ、バレル、スクリューの耐用年数、押出機の生産能力、生産工程でのエネルギー消費、製品の表面仕上げ、およびプロファイルの低温衝撃性能に一定の影響を与えます。 一般的に使用される潤滑剤は、コール酸亜鉛、エチレン二重脂肪酸アミド、ポリエステルワックス、ステアリン酸、ステアリン酸鉛、ポリエチレンワックス、パラフィン、酸化ポリエチレンワックスなどです。

木質プラスチック複合材料に着色剤を使用すると、木粉の溶解性物質が製品の表面に移行しやすくなり、製品が脱色したり灰色に変色したりします。 また、使用条件によっては、製品によって黒点や錆点が発生する場合があります。 したがって、着色剤は木材プラスチック複合材の製造にも広く使用されています。 製品に均一で安定した色を持たせることができ、脱色が遅いです。

発泡剤：木材プラスチック複合材には多くの利点がありますが、樹脂と木粉の組み合わせにより、延性と耐衝撃性が低下し、材料は脆くなり、密度は従来の木材製品のほぼ 2 倍になります。その広い使用を制限します。 ただし、発泡木材プラスチック複合材は、亀裂を不動態化し、その優れたセル構造により亀裂の拡大を効果的に防ぐことができるため、材料の耐衝撃性と延性が大幅に向上し、製品の密度が大幅に低下します。 発泡剤には多くの種類があり、一般的に使用されるのは主に吸熱発泡剤（重炭酸ナトリウム NaHCO3 など）と発熱発泡剤（アゾジカルボンアミド AC）の 2 種類です。 それらの熱分解挙動は異なり、ポリマー溶融物の粘弾性と発泡形態に異なる影響を与えます。 したがって、製品の使用要件に応じて適切な発泡剤を選択する必要があります。

UV 安定剤やその他の UV 安定剤の用途も、木材プラスチック複合材の品質と耐久性の向上に伴い急速に発展しています。 複合材料のポリマーが機械的特性を低下または低下させないようにすることができます。 ヒンダードアミン光安定剤と紫外線吸収剤が一般的に使用されています。 さらに、複合材料の良好な外観と性能を維持するために、しばしば殺菌剤を添加する必要があります。 殺菌剤の選択は、木粉の種類と量、複合材料の使用環境におけるカビ、製品の含水量などを考慮する必要があります。 たとえば、ホウ酸亜鉛は腐食を防止できますが、藻類は防止できません。