Історія створення матеріалу
XXI століття — століття композиційних матеріалів. Природні і навіть синтетичні матеріали в їхньому первісному вигляді вже не цілком задовольняють вимогам конструкторів, архітекторів і технологів.
Перевага композитів полягає в тому, що в потрібному поєднанні різних матеріалів проявляються їх найкращі сторони, і саме тією мірою, якою це потрібно в кожному конкретному випадку.
Активні розробки полімерних композиційних матеріалів на термопластичному сполучному проводяться з початку 70-х років минулого століття.
Особливе місце серед цих матеріалів займають деревно-полімерні композити (ДПК) — це матеріали, де деревина (матриця) поєднується з полімерами і полімеризуються для придбання необхідних властивостей.
Творцем ДПК вважається італійська компанія «ICMA SanGiorgio», яка у 1974 році запатентувала поліпропіленовий лист з деревним наповненням під назвою Woodstok.
Вже в 90-х роках у США було створено великомасштабні промислові підприємства з виготовлення виробів із дерево-полімерного композиту. На даний момент виробництво виробів з ДПК організовано практично по всьому світу, проте незаперечними лідерами у виробництві залишаються країни Європи, Китай, Японія та США.
У 2012 році оборот ДПК на світовому ринку становив понад 4 млрд. доларів США. За експертними оцінками, середньорічне зростання ринку цієї продукції в країнах СНД складе близько 20%. Зараз, і на найближчі 5-10 років, це один із найперспективніших напрямків на ринку будматеріалів.
Склад ДПК матеріалів
За аналогією із залізобетоном, деревокомпоненти — це матриця матеріалу, а сучасні полімери — армування. Термопласти, полівінілхлорид, полістирол, поліетилен, поліпропілен та інші полімерні сполучні сталі «арматурою» для всіх найкращих властивостей деревини.
Деревно-полімерні композиційні матеріали складаються з трьох основних компонентів:
- частинок подрібненої деревини,
- синтетичних або органічних термопластичних полімерів або їх суміші,
- комплексу спеціальних хімічних добавок (адитивів).
Кількість деревини в композиті (вагою) знаходиться в діапазоні від 50% до 80%. Чим більша частка деревної складової у матеріалі, тим більше його фізико-технічні властивості схожі на деревину, і чим більше у матеріалі полімерів — тим більше він схожий на пластик.
Для отримання оптимальних властивостей виробів із ДПК рекомендується вміст деревної складової на рівні 50-60%.
Технологія виробництва ДПК
Вироби з ДПК виготовляються одним із 2 методів екструзії (технологія отримання виробів шляхом продавлювання розплаву матеріалу через формує отвір):
- метод прямої екструзії: екструдер подаються всі необхідні компоненти і процес подрібнення і змішування відбувається вже в самому екструдері;
- метод не прямої екструзії: екструдер подається гранульований компаунд (спеціально підготовлена суміш усіх компонентів).
Укрупнено процес виробництва ДПК можна поділити на такі етапи:
- Підготовка деревини (подрібнюється, просушується з використанням спеціального обладнання).
- Змішування з полімерами та адитивами з дотриманням суворого дозування.
- Після цього суміш надходить в екструдер, де, проходячи через екструзійну головку (фільєру), піддається впливу тиску і високих температур, і виходить уже у вигляді готового профілю необхідного виду та розміру.
- Далі профілі нарізаються в типорозмір, проходять фінішну обробку поверхні і матеріал готовий до використання.
Вироби виходять ідеально рівними, гладкими, з однорідною матовою поверхнею без сучків, задирок, викривлень по довжині. Обладнання дозволяє створювати будь-який малюнок фактури дерева та шорстку поверхню. При екструзії до складу вводять гідрофобні добавки, антипірени та антисептики, завдяки яким профілі не бояться вогкості, захищені від вогню та гниття на всю глибину профілю.
Метод екструзії дозволяє виготовляти різні погонажні вироби, такі як терасну (палубну) дошку, сайдинг для облицювання фасадів та стін, парканні та садові дерево-композитні профілі, які знайшли широке застосування у всьому світі.
Переваги дерево-полімерного композиту перед іншими матеріалами для зовнішніх робіт
Завдяки поєднанню корисних властивостей деревини та полімерів ДПК-матеріал має ряд переваг:
- Термін експлуатації щонайменше 10 років. На відміну від інших матеріалів для зовнішніх робіт, зокрема дерева, ДПК — найбільший термін експлуатації на відкритому повітрі під впливом опадів, різких перепадів температур та ультрафіолету.
- Пожежностійкість. Не горючий матеріал! Належить до групи «важкозаймистих» матеріалів: не підтримує самостійне горіння і не є джерелом полум'я, на відміну від деревини, яка може спалахувати від випадкового джерела (навіть цигарки). Для того щоб підвищити вогнестійкість, деревину просочують різними хімічними складами. Однак під впливом зовнішніх умов ці склади випаровуються, створюючи несприятливе навколишнє середовище.
- Вологостійкість. Завдяки особливому складу, ДПК не схильний до руйнувань під дією прісної та морської води. Даний матеріал може вбирати невелику кількість вологи, не втрачаючи при цьому форми і міцності, і відновлювати колишні властивості при висиханні без короблення.
- Стійкість до ультрафіолету. Поверхня дерева вимагає постійного оновлення верхнього захисного шару і, як правило, дані покриття (просочення, грунтовки, морилки) призначені переважно захищати дерево від впливу грибків, плісняви, різних паразитів, при цьому вони нестійкі до УФ променів і вже протягом року відбувається видима зміна кольору, а якщо частина настилу знаходиться постійно в тіні, то зміна контрасту кольорів. ДПК значно стійкіший до дії сонячного світла. Тільки першого місяця після монтажу відбувається рівномірна стабілізація кольору до 15% від початкового і після цього фасадний профіль довгий час не змінює своє забарвлення.
- Стійкість до дії грибка та гнилі. Для запобігання утворенню плісняви та гнилі до складу ДПК додають спеціальні хімічні реагенти, що перешкоджають утворенню живих організмів. Тому, на відміну від деревини, матеріали з ДПК не схильні до впливу цього негативного фактора.
- Не вимагають постійного догляду. Дерево вимагає щорічного догляду — обробка та захист спеціальними хімічними складами, а це не тільки грошові, тимчасові витрати та пов'язані з цим незручності, а й шкідливі речовини, що входять до складу обробки.
- Простота чищення. Доглядати за ДПК фасадом дуже просто. Все що потрібно — це вода, щітка та ганчірка.
- Не розтріскується від перепаду температур та/або вологості. Терасна дошка з дерево-полімерного композиту «переносить» будь-які погодні умови, тоді як дерево дуже чутливе до перепадів температур та вологості.
- Доступна ціна. Композитні матеріали коштують значно дешевше за тверді породи натуральної деревини. Якісна підготовка будь-якого дерева (термообробка, шліфування) значно подорожчає даний вид продукції, а не оброблена деревина недовговічна і на відкритому повітрі служить не більше 5 років навіть за хорошого догляду.У таблиці 1 наведено порівняльний аналіз витрат на експлуатовану терасу за 3 роки експлуатації, з якого випливає, що придбання ДПК — це інвестиція, а не витрати.Таблиця 1 — Порівняльний аналіз витрат на терасу 100 м2 за 3 роки експлуатації
*Примітка: порівнювалися матеріали одного цінового сегменту - Простота монтажу. Монтувати і демонтувати декінг набагато простіше, ніж будь-яке покриття для підлоги. Для цього необхідні такі ж інструменти, як і для роботи з деревом. Терасу можна пиляти, шліфувати і стругати.
