祁春媛，方东辉，任小杰

(1.佳木斯市水务局，黑龙江佳木斯154002;2.东北林业大学，哈尔滨150001;3.天津市蓟县水务局，天津蓟县301900)

木塑复合材料在农业机械上的应用

祁春媛1，方东辉2，任小杰3

(1.佳木斯市水务局，黑龙江佳木斯154002;2.东北林业大学，哈尔滨150001;3.天津市蓟县水务局，天津蓟县301900)

木塑复合材料是在新的技术条件下产生的一种新型材料，随着新的制造技术的不断发展，木塑复合材料的应用也越来越广泛，现今的很多结构中都应用到木塑复合材料，在很多领域已成为钢材和工程塑料等常用工程材料的替代品。随着我们国家对农业的重视，越来越多的农业机械开始出现，但是木塑复合材料在农业机械上的应用却还没有得到重视。相信随着我国农业技术的进一步发展，木塑复合材料在农业机械上的应用会渐渐丰富起来。

木塑复合材料;性能;加工工艺;农业机械;应用

1 木塑复合材料

木塑纤维复合材料是以木质纤维为主要组分，经过预处理使之与合成纤维、树脂或其它材料结合而成的一种新型材料［1］。

这种复合材料能够充分发挥材料中各组分的优点，克服单一材料的缺点，使材料的物理力学性能和加工性能得到改进，降低成本扩大应用范围，材料的附加值也得到了提高。常见的木塑复合材料见图1和图2。

1.1 木塑复合材料的性能特点

木塑复合材料的性能特点主要有6个:

1.1.1 加工性能良好

木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，且握钉力明显优于其他合成材料。

1.1.2 强度性能良好

木塑复合材料内含塑料，因而其弹性模量较好。而且表面硬度高，一般是木材的2～5倍。

1.1.3 可调整性能优良

与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50 a以上。

图1 常见木塑复合材料一

图2 常见木塑复合材料二

1.1.4 耐水、耐腐性能好，使用寿命长

通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。

1.1.5 有很高的环境友好度

其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。

1.1.6 原料来源广泛

生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂［2］。

1.2 木塑复合材料的加工工艺

随着对木塑复合材料的研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。

2) 感观审评。按GB T 23776—2018《茶叶感观审评方法》中名优茶的审评方法进行；审评人员由3名专业审评师组成。采用3 g茶样，150 mL沸水，冲泡5 min，密码审评。评定外形、汤色、香气、滋味和叶底，按每项满分100分计，总分采用加权法。

工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点［3］。

徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T 24137和ASTM D7031;ASTM D7032;BS DD CEN/TS 15534-3的要求。

1.3 木塑材料的主要应用范围

现今的木塑复合材料主要应用在物流用托盘、铁路轨枕、建筑行业、内饰装饰、工业地板、普通汽车等方面。

而其良好的适应性和不断进步的制造工艺使之能发挥的地方正在不断增加，在相对要求较高的农业机械上的应用就是其中一个方面［4］。

2 木塑复合材料在农业机械上应用的可行性

农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械。

广义的农业机械还包括林业机械、渔业机械和蚕桑、养蜂、食用菌类培植等农村副业机械。

2.1 现今农业机械的主要制造材料

农业机械制造材料主要有钢管和冷弯型钢、合金钢和低合金钢、硬质合金、特种铸铁、粉末冶金材料、工程塑料和橡胶等［6］。

而随着人们对木塑复合材料的认识不断加深，木塑复合材料的生产工艺逐步提高，木塑复合材料在提高结构材料的力学强度和声学性能，降低材料的重量、能源燃料消耗及生产成本，减少加工时间，提高乘客的安全性和在极端的温度变化时的防碎性能上都有很好的表现，因此被广泛应用在于汽车、建筑、船舶、电子和航空航天等领域，用作结构件的技术已经非常成熟，其在特种环境下的良好表现也深受各产业的喜爱［7〛。

这对于农业机械比较传统的材料应用是一个很好的启发。

2.2 木塑复合材料应用在农业机械上的优势

木塑复合材料在农业机械上的应用除了本身的结构性能优良的优势以外，还具有以下优势:

1)生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂，所以原料来源广泛，而且加工工艺要求较低，新技术不断涌现，可以批量生产，降低企业成本，农业机械制造企业会有更高的利润，对他们是一种吸引力［8］。

2)木塑复合材料在普通汽车上已经较为广泛利用，有较成熟的技术体系。

图3～图6都是欧洲著名的汽车复合材料模具和制品生产商RANGER GROUP的产品。

图3是第三代ASTRA复合材料整体驾驶室;图4是第四代的ESPACE MPV全复合材料车身;图5是RANGER GROUP为法国PSA PEUGEOT CITROEN公司雪铁龙M59车型提供的集多种功能于一体的车顶;图6是RANGER GROUP为法国RENAULT公司MEGANE车型提供的SMC后厢盖。

3)农业部发布的农业机械化发展第12个5 a计划(2011—2015年)中，明确了未来对农业机械的要求是加大科技创新与技术培训力度，更加注重推广应用资源节约型环境友好型农业机械化技术，大力发展节种、节肥、节药、节水、节能和环保低碳的农业机械。

图3 木塑复合材料在汽车上的应用一

图4 木塑复合材料在汽车上的应用二

图5 木塑复合材料在汽车上的应用三

图6 木塑复合材料在汽车上的应用四

在这种形势下，具有再分解能力，可100%回收再循环的绿色无污染的木塑复合材料无疑有着广阔的前景。这对缓解国家森林资源的贫乏和减轻木材供应紧缺的矛盾有着十分重要的作用［9］。

4)木塑复合材料的原料都是可再生的资源，大力发展木塑复合材料会十分有效地减少对现有资源的消耗。

钢铁等材料的使用大大减少，相应的对于不可再生资源的保护会起到很大的作用，可以将更多的资源留给下一代，顺应国家走可持续发展道路的战略要求。

3 总结

木塑复合材料的开发已成为废旧木材和塑料有效利用的新途径。

由于木塑复合材料具有单纯的木材和塑料无法比拟的诸多优点，正日益受到国内外更广泛的关注，随着农业机械化的程度不断提高，相信在不久的将来，就会有木塑复合材料越来越普遍地应用到现代的各种大中小型农业机械上。

木塑材料的广泛应用，必定会降低农业机械的成本，让更多的人用上现代化的农业设备，从而提高粮食产能，进而在大大提高环境友好度的基础上推动整个国家的现代化水平。

［1］刑继林.木塑复合材料的生产与发展［J］.工业技术，2012(11):60.

［2］黄晓艳，刘源，李雪，顾明.工程塑料在农业机械上的应用［J］.农机化研究，2009(03):183-185.

［3］姜前道，任桂贤.木塑复合材料在汽车内饰件领域的应用［J］.汽车工艺与材料，2008(08):61-62.

［4］方明锋，黄华.木塑复合材料的研究及应用［J］.现代农业科技.2009(03):08-10.

［5］张兆好，齐英杰.木塑复合材料的应用与发展［J］.木材加工机械，2009(08):74-77.

［6］江波，须彭华，张金斌.木塑复合材料成型技术装备的研究现状和发展方向［J］.橡塑技术与装备，2005(03):4-13.

［7］沈凡成，贾润礼.木塑复合材料的研究进展与发展前景［J］.塑料助剂，2010(01):5-9.

［8］伍波，张求慧，李建章.木塑复合材料的研究进展及发展趋势［J］.材料导报，2009，23(07):62-64.

［9］李思远，杨伟，杨鸣波.木塑复合材料挤出成型工艺及性能的研究［J］.塑料工业，2003，31(11):22-24.

TS653

B

1007-7596(2014)05-0149-03

2014-02-21

祁春媛(1981-)，女，黑龙江哈尔滨人，工程师;任小杰(1981-)，男，天津人，助理工程师。