В настоящее время, более 50 % в общем производстве ДПКТ занимают декинг-продукты.

Нужно пояснить, что такое "декинг" ?

Для российского рынка " декинги " , пока, неизвестная группа товаров.  "Декинг" - это перебравшаяся на сушу ( вместе с  джинсам)  высококачественная палубная доска, ставшая в США и Канаде важным элементом прибрежной и  приусадебной  архитектуры.
Моряки знают, что дек - это палуба или часть палубы.

Как говорит живущий в США проф. А.Клесов  "Полного аналога американских деков в России, да и во всей Европе нет, хотя мода постепенно поворачивается к декам и по европейскую сторону океана. Дек – это веранда, часто довольно широкая и длинная, обычно окаймленная перилами, которая примыкает к дому на уровне первого или второго этажа. Это, фактически, продолжение, или расширение дома. На деке отдыхают, покачиваясь в креслах-качалках, приветственно помахивая руками проходящим или проезжающим соседям. На деке играют дети. На деках жарят мясо для собравшейся компании, на деках собираются и болтают гости, потягивая вино и пиво. И вот для этих самых деков и предназначены в первую очередь  композиционные доски".

Однако вспомним, справедливости ради,  и традиционные российские бревенчатые мостовые и дощатые тротуары в  северных городах и наших лесных поселках. 

Ясно только, что какой бы хорошей эта доска не была, без специальной защиты в подобных условиях долго она не простоит. Но сильные антисептики и фунгициды  токсичны, а обычный пластик слишком дорог. Поэтому  декинги, изготавливаемые экструзией из древесно-полимерных  композитов,   стали на американском рынке локомотивом развития этой технологии.
 

По имеющимся сведениям,  сферы применения ДПКТ постоянно расширяются, например
цветочные горшки, косметические карандаши , мерительные  инструменты  , ручки инструментов  , панели для ванных , офисные аксессуары   , футляры для музыкальных инструментов ) ,    декоративные коробки  и т.д. Можно полагать, что по мере создания производственных  мощностей и совершенствования технологии,  экструдируемые и формуемые ДПК на термопластичных связующих   будут вскоре применены и в др. областях техники  - сельскохозяйственном и общем машиностроении, судостроении,   и т.д. ,  с учетом их физико-механических , декоративных и др. свойств.

Например,  одним из последних  необычных реализуемых проектов, -  является ветроэлектростанция на основе ДПК -элементов.

Важно заметить, что производство начатое с освоения изделий для   уличного применения, в последнее время уверенно прикладывает усилия к  освоению  и интерьерного пространства ( полы, панели, двери, мебель и т.п. Не за горами  композитный дом, со всем его конструкциями,  наружным и внутренним убранством. Черты его зримы, были бы деньги.

Древесно-полимерные композиционные материалы,  предназначенные для переработки методом экструзии,  состоят из трех основных компонентов:
 

Свойства получаемого композита  определяются  свойствами полимерной  матрицы,  свойствами частиц древесины  и  характером  связей  и взаимодействий между ними. Количество древесины в композите ( по весу )  находится  от 50 до 80 процентов. Иногда такие материалы называют супернаполненными полимерами. Последние исследования, проведенные в 2003 г. свидетельствуют о принципиальной возможности изготовления  композита  долей древесины до 90 процентов. Нужно только заметить, что хотя увеличение доли древесины, как правило, приводит к уменьшению стоимости  готовой продукции, для композитных материалов самоцелью, вероятно, не должно быть, или по крайней мере не во всех случаях. Обратим внимание на  сходство  между  композитами и музыкальными сочинениями - общий корень (от лат. compositio - составление, сочинение). В музыке всего семь нот - а сколько произведений ?

В состав композиции могут входить   опилки, а так же  другие растительные волокна, например: пенька , лен , сизаль , кенаф , рисовая шелуха, ореховая скорлупа и даже солома.

В производстве    ДПК-Т  могут использоваться  любые термопластичные полимеры и их смеси, однако на практике   применяются  три  группы термопластичных смол : Полиэтилен (PE )   , Полипропилен (PP)   и  Поливинилхлорид (PVC). Из них, по объемам теперешнего применения,   полиэтилен занимает 70 %, а остальное, -  примерно пополам PP и PVC. В нашей стране производство этих пластмасс  налажено не плохо, в т.ч.   на экспорт и оно продолжает развиваться.  Наряду со смолами заводского изготовления,   ряд американских компаний уже приступил к использованию в производстве ДПКТ  пластиковых промышленных и бытовых отходов ( упаковочной пленки, бутылок и т.п. ).

Для управления свойствами ДПКТ и технологическим процессом  в его состав вводят различные добавки-модификаторы : антиокислители, антимикробные средства, поверхностно-активные вещества , связующие вещества, противоударные модификаторы,  смазочные материалы, температурные стабилизаторы, пигменты ,  огнезащитные средства , светостабилизаторы. Есть примеры  использования и вспенивающих агентов, обеспечивающих  снижение плотности композитов.

Еще одним  направлением, реализуемым  в производстве ДПКТ, является применение, в качестве связующих,  биологических полимеров, например зерновых  крахмалов, отходов кожевенного и бумажного производств  и т.п. Помимо дешевизны, они создают возможность изготовления  легко утилизируемых биоразлагаемых композитов.

Все ДПКТ пригодны к повторному использованию в тех же процессах. То есть в них, с начала и до конца реализуется формула:" Отходы - в доходы".

По внешнему виду ДПКТ с высоким  содержанием древесины более всего напоминает МДФ или твердую ДВП, а с малым ее количеством  - пластмассу.
 

Композит  может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным шпоном.

Существует  технология покрытия ДПК тонким облицовочным слоем  пластмассы, или даже нескольких пластмасс,  непосредственно в процессе его выдавливания в  экструдере. Эта технология, широко распространенная в пластиковой индустрии  называется со-экструзия или ко-экструзия.

По физическим и механическим  свойства ДПКТ, так же занимает промежуточное положение  между деревом и пластмассой, см. табл. 2

 

Физические  и механические   свойства ДПКТ.  Таблица 2
 

 

Наименования показателей, ед. измерения	Значения
Плотность [кг/дм 3]	1,0- 1,4
Временное сопротивление [MPa]	15 - 50
Модуль упругости при растяжении [GPa]	4- 8
Сопротивление изгибу [MPa]	25 - 60
Модуль упругости при изгибе [GPa]	3 - 6
Относительное удлинение при растяжении [%]	0,5 - 1
Ударная вязкость по Charpy [KJ/m2]	3 - 4

Некоторые фирмы добавляют в композицию пенообразователь. В этом случае плотность композита может снижаться до 0,7 -0,9 кг/дм3.

Многие  рецептуры  ДПКТ  обладают исключительной стойкостью  к атмосферному  и биологическому  воздействию. Некоторые  фирмы-изготовители ДПКТ  предоставляют гарантии  на 10 - 50 лет  эксплуатации  готовых изделий  на  улице, без специальной защиты, т.е. устойчивости к воздействию влаги, света, грибков и насекомых. Большинство производимых  ДПК могут принимать в себя небольшое количество ( 0,1 - 4 % ) влаги не теряя при этом формы и прочности и восстанавливать прежние свойства при высыхании  без коробления. В отличие от металлоконструкций ДПКТ не ржавеют.

ДПКТ обрабатываются теми же инструментами, что и древесина.  Легко пилится, строгается, сверлится,  и  т.п. Хорошо удерживает гвозди, скобы, шурупы. Многие рецептуры поддаются склеиванию обычными клеями для дерева. Некоторые композиты можно сваривать, подобно пластмассе. Есть  возможность их  гнутья в подогретом виде.

Профили из ДПК могут эффективно комбинироваться с металлическими или стеклопластиковыми прфилями ( полосами, трубами, уголками, таврами и т.п. ) для создания очень прочных и жестких конструкций.

Почему же,  все это не было внедрено ранее ? Ведь опыты и эксперименты в этом направлении проводились десятилетиями.

Тому есть несколько причин.

 

Как мы указывали в самом начале этих заметок, древесина - не очень податливый в технологии материал. Конечно,  она не желала течь в экструдере или литьевой машине, подобно пластику. При высоком давлении и температуре начинала гореть. К тому же,  обладая абразивными свойствами, быстро  изнашивала рабочие  цилиндры и шнеки дорогостоящих  экструдеров и поверхности формующих инструментов.

Дешевизна и доступность древесины, не стимулировала внедрения новых технологий переработки. Вспомните, какие заборы возводились вокруг стройплощадок из первосортных досок, и что с ними происходило по окончанию строительства. Рубили и в Скандинавии и в  Сибири, и в Африке,  и в Северной и в Южной Америке. Рубили везде и столько, сколько могли срубить. Последние 10 - 15 лет, отношение к древесине в мире начало меняться. Нет уже малоценной древесины, а есть ценная и драгоценная, особенно плотная,  медленно растущая в Северной Европе, России  и Канаде. Именно за ней  англичане в еще допетровскую эпоху плавали в Архангельск и  называли ее красным деревом.

Ввозникшая  недавно возможность использовать в мирных целях новые плоды  научно-технической революции, а именно продукты тонкой химии, новые конструкционные материалы и методы их обработки, подкрепленная спросом на новые высококачественные продукты, создала соответствующие предпосылки для решения этого вопроса. Использование новых  методов  исследований и расчетов, в т.ч. математического моделирования, компьютерного конструирования  машин и процессов,  позволило создать новое поколение  техники, в том числе  смесеприготовительных,  экструзионных машин и литьевых машин , которым оказалось под силу заставить "течь" и древесину. Поэтому,  ДПКТ называют иногда "жидким деревом ".

Сейчас эта сфера привлекает  внимание машиностроителей  из трех хорошо   развивающихся  отраслей. Во- первых, это переживающая подъем  пластиковая промышленность. Во вторых - энергично развивающаяся  промышленность по переработке отходов. В третьих, деревообработка, которая накапливает все большое количество отходов древесины. Сегодня , с учетом общей тревоги за состояние  атмосферы, у  многих специалистов есть  большие сомнения в целесообразности их сжигания даже в современных энергетических установках. Благодаря объединению интересов этих "трех китов " , можно ожидать дальнейшего впечатляющего  прогресса в развитии техники и технологии производства ДПКТ, так же как это происходило и происходит в  производстве древесных плит. Только более энергичного.  Отчетливо видны и экологические преимущества новой технологии, являющиеся еще одним стимулов в ее успешном продвижении.

Таблица 1 ясно указывает на  очень широкое поле возможных применений ДПКТ , в т.ч. в нашей стране. Как это может относится к мебельной промышленности ?


Новая технология позволяет легко изготавливать детали даже такой формы, которые  не просто или крайне затруднительно изготовить из  натуральной древесины и плитных материалов.

Размеры современных экструдеров позволяют изготавливать изделия  различных размеров, например от мелких декоративных профилей , до изделий шириной более метра, например крышек столов и строительных дверных полотен.


Мы не будем приводить перечень мебельных деталей рекомендуемых к изготовлению из ДПК, он достаточно очевиден. Определяющим фактором  в применении этих композитов для производства тех или иных элементов мебели  будет  их себестоимость производства.  По данным западных экспертов, например в США, средняя стоимость ДПКТ составляет около 1 доллара за 1 кг , по нашим расчетам их производство в России, обойдется значительно дешевле .  Таким образом, существует возможность производить вполне конкурентоспособную продукцию и для зарубежных рынков.

Приведем классическую схему производства ДПКТ
 

Видно, что она, в общих чертах,  совпадает с производством ДСП.  Но  реализуется она  на оборудовании скорее химического типа, т.е. пластмассовой промышленности.

Это дает свои  преимущества. Оборудование весьма  компактно и для его размещения не нужны большие площади. Оно легко поддается механизации и  автоматизации. Такое предприятие может быть эффективным, даже  при сравнительно небольшой   мощности,  т.е. не сравнимым с масштабами  завода ДСП или МДФ. В изготовлении  ДПКТ  исключительно высока производительность труда. Конечно, оно не может быть и совсем маленьким ( домашним). Все таки это производство.

Все это выглядит крайне заманчиво. Но есть целый ряд обстоятельств, которые должны охладить горячие головы. Следует  с некоторой осторожностью относится  к публикациям, появляющимся в печати по этой проблематике и имеющим несколько упрощенный подход к этой теме.

Преимущества новой технологии могут быть реализованы  только на основе квалифицированных и проверенных  решений в  технике, технологии и эксплуатации, а " не на коленке в гараже ". На сегодняшний день, подобными решениями в мире владеют очень не многие фирмы и специалисты, а конкретные технические приемы и рецептуры  хранятся , как правило,  в секрете и охраняются патентами.

Нам известны  попытки создания  отечественного оборудования по производству экструдируемых ДПК. Насколько мы видели  результаты,  они пока  способны скорее опорочить саму идею этого производства, чем  способствовать широкому ее распространению.  Но стремиться к созданию отечественной техники вероятно нужно и можно.

Могут ли ДПКТ потеснить традиционные  плитные материалы ?  Напротив! Сочетание термопластичных композитов  и плит создает дополнительные возможности в эффективном применении плитных материалов , особенно плит уменьшенных толщин.  Я бы сказал, что это материал, которого давно ждали и конструкторы,  и архитекторы и производственники. Необходимо  только эти возможности понять и правильно их реализовать.

Может ли напугать эта технология наших  специалистов ? Скорее всего, -  нет. Отечественная  деревообработка давно и крепко дружит с химией,  и психологического неприятия здесь быть просто не может. Существуют ли риски. Нет специфических , присущей этой технологии, рисков нет. Можно, конечно, допустить ошибки, связанные с выбором не вполне компетентного поставщика оборудования или инструментов. Но эти риски существуют в любом проекте.

В какой форме могут существовать новые предприятия ? Как  свидетельствует зарубежный опыт, формы могут быть различны и зависят от целей конкретного бизнеса. За рубежом создаются и специализированные фирмы, изготавливающие широкий ассортимент продукции для разнообразного рыночного потребления. Организуются и  отдельные  филиалы крупных компаний, например, внутри строительного холдинга. Могут быть созданы и производственные участки для решения конкретных  задач отдельного предприятия.

Таким образом , сегодня имеются все необходимые предпосылки для организации на наших предприятиях больших или меньших производств по выпуску этой новой и интересной продукции.

Конечно,  термин  "древесно-полимерный композиционный материал на термопластичных связующих"  получается довольно длинным. Поэтому,  можно предложить и  краткое название, например  "древотермопласт" , более удобное в обыденном употреблении.

Нельзя, да и не нужно,  в одной  журнальной статье описывать  все детали  многозвенного и многофакторного технологического процесса и т.п.  Цель этих заметок  совсем иная: привлечь  внимание научно-технической общественности к тому факту, что "часы уже пошли ". 

 

Термопластичные древесно-полимерные композиты в интерьере

Древесно-полимерные композиты на основе термопластичных связующих  (ДПКТ) считаются  одним из наиболее перспективных древесных материалов для разнообразных областей применения.  Этот вид  комозиционных материалов  пригоден для переработки методами прессования, прокатывания и литья под давлением, включая экструзию. Благодаря неплохим  пластическим свойствам их иногда называют " жидким деревом".  Я бы назвал еще их и "нержавеющим деревом", т.к.  многии  композиции  ДПКТ, подобно нержавеющим сталям,  превосходно противостоят  неблагоприятным воздействиям внешней среды -  ультрафиолетовому излучению, влаге, воде,  минеральным растворам, устойчивы  к атакам микроорганизмов  и насекомых. Поэтому,  термопластичные ДПК  уже широко применяются  за рубежом для  изделий, эксплуатируемых в уличных условиях ( декинги, сайдинги, элементы кровли, ограждения, мостовые конструкции и причальные элементы, транспортные поддоны, садовая и парковая мебель  и т.п.). Новый материал   хорошо изгибается в подогретом виде, что позволяет получать не только индустриальные прямоугольные конструкции, но придавать им пластичные пространственные формы. ДПКТ уже используются в транспортном машиностроении;  можно уверенно прогнозировать их применение в сельскохозяйственном производстве, в  горном  деле, а также во многих других сферах, - по мере того,  как  будет увеличиваться их производство и известность среди научно-технической общественности, предпринимателей, индивидуальных застройщиков  и рядовых потребителей. Когда мы говорим  о  термопластичных ДПК,  то имеем ввиду не один материал, а большую их группу, в которых общим является  то, что они имеют  лигноцеллюлозную или целлюлозную  основу  и  термопластичное связующее.  Сырьевой базой ДПК являются не только древесина и ее отходы, но и самые разнообразные растения и отходы сельскохозяйственного производства и даже текстиля и макулатуры.  Конкретных  рецептур ДПКТ, отличающихся по составу и свойствам,   могут быть десятки и сотни. И такие рецептуры уже выпускаются за рубежом  для самых разнообразных применений. Вот так образно, например, представляет свои рецептуры термопластичных древесно-полимерных компаундов  шведская фирма ОФК-Пласт.     Ниже, для лучшего понимания проблематики ДПК,  мы предлагаем   следующую ориентировочную  классификацию ДПКТ:   По  виду технологии  переработки:   литье, экструзия, прессование. По происхождению целлюлозного сырья:   из древесины и древесных отходов, из других растений и растительных отходов, По агрегатному  состоянию  древесного компонента:   мука и опилки ( мелкой фракции  до  200 мкм, средней -  400 мкм, крупной - более 400 мкм) волокно (хвойное, лиственное, растительное). По типу  связующего термопластичного полимера:   на синтетических смолах, на биополимерах, на смеси синтетических смол  и биополимеров. По плотности ( кг/м3) :   легкие,   до 900, плотные, свыше 900 до 1200, тяжелые, свыше 1200 . По прочности:   легкие (не несущие), конструкционные ( сравнимые с прочностью древесины и пластмасс), конструкционные, повышенной прочности.   По конструкции:   однослойные, двухслойные, многослойные.     По устойчивость к воде,  свету, биологическим и др. воздействиям:   нестойкие, в т.ч.  с повышенной биоразлагаемостью, например - для упаковки   интерьерные, в т.ч.: невлагостойкие,   влагостойкие,   водобиостойкие,   для наружного применения влагостойкие, водобиостойкие, особо стойкие ( контакт с почвой, минеральными растворами и т.п.). со специальными свойствами, например - электроизоляционные, бактерицидные,  и т.д.   По виду поверхности:   необлицованные, в т.ч.: необработанные, обработанные ( шлифовка, крацевание, тиснение, печать)   с нанесенным в ходе изготовления  полимерным слоем, например, методом  со-экструзии.   отделанные лакокрасочными материалами, облицованные  натуральным шпоном,  синтетическими пленками или металлизированные .   По горючести:   горючие,   с затрудненной горючестью.   Свойства и существующие технологии переработки ДПКТ позволяют, в принципе, изготавливать из  него любые элементы интерьера, в т.ч.:   внутренние перегородки помещений, декоративные и несущие балки, интерьерный архитектурный декор, полы  и  настенные облицовки, светильники и арматуру для них, предметы оформления интерьера, мебель. Домашний,  служебный и общественный иинтерьер  представляет собой гигантское  поле  для применения множества  разнообразных конструкционных и строительных материалов, на котором оперируют сотни тысяч компаний, изготавливающих  традиционные и принципиально новые материалы и изделия из них. С недавних пор в этот процесс включились и  изготовители ДПКТ. Особенно активно этот сектор возможного применения ДПКТ сейчас прорабатывается  в Европе, Японии, Китае  и некоторых др. странах . Например, эта тема активно обсуждается на  различных  международных конференциях, посвященных  производству ДПК и строительству. Как будет  развиваться  применение ДПКТ в интерьере ? Как известно, - прогнозы дело неблагодарное. Однако, существует несложный и довольно надежный метод  прогнозирования -  посмотреть тенденцию. С этой целью мы провели специальное исследовние, результаты которого  приведены ниже,  в виде подборки фотографий, которая,  в принципе, не требует каких либо специальных комментариев. Специалисты, занимающиеся проблемами интерьера   начинают присматриваться к проблематике термопластичных композитов, а первые промышленные опыты  уже внушают уверенность. Вот например, серия декоративно-функциональных профилей интерьерного назначения из ДПК, выпускаемая одной из австралийских фирм. Можно отметить, что  что по своим формам и размерам они очень близки к профилям, используемым в отечественной корпусной мебели. Все профили имеют пустотелую конструкцию, целесообразную с точки зрения обеспечения  жесткости, экономии материала и  требований, определяемых  технологией экструзии. Некоторыми компаниями уже освоено производство половых досок из ДПКТ. На приведенной ниже фотографии  мы видим  даже пример  художественного набора пола из отдельных планок, изготовленных из ДПКТ.       Интересным   представляется  китайский опыт производства  карнизов для навески штор и занавесей, все элементы которых изготавливаются из ДПКТ, -  и бланк, и кронштейны  и кольца В Китае освоен  также большой ассортимент интерьерных мелких профилей , например - для  рамок для картин, декоративных раскладок и т.п. Новые мощные машины уже  позволяют изготавливать  крупноразмерные  изделия, такие как дверные элементы,   перегородочные панели (японская фирма "Эйнвуд").     Первые промышленные опыты  сотоялись уже и в области мебели:       Стул,  дизайнер Г.Ритвельд, Германия         Уже опробованы рамы кроватей из ДПК. Представляется  интересным  применение  термопластичных ДПК и в тех видах мебели, где полнее могут быть использованы  хорошие гигиенические и  др.  эксплуатационные свойства материала -  в мебели для ванных комнат, элементах кухонной мебели, мебели для кафе, общественных учреждений, а также в мебели для школ, детских  садов, медицинской мебели. Размеры журнальной публикации не позволяют продемонстрировать  полностью  зарубежный опыт применения ДПКТ в интерьере (  в моем  архиве есть уже десятки фотографий по этой теме). Выводы:   1. За рубежом в разных странах начато производство довольно широкого ассортимента изделий из ДПКТ  интерьерного назначения, изготавливаемых методом экструзии и литья под давлением. 2. Судя по дизайну большинства изделий, очевидно, что к  этим работам  не привлекались известные дизайнеры и пока это, в основном,  творчество заводских конструкторов и технологов. Но и оно уже однозначно доказывает возможность и целесообразность широкого применения элементов из термопластичных ДПК в интерьерных решениях. 3. Прямая замена  материала (натуральной древесины , фанеры, древесных плит)  на ДПКТ в существующих моделях изделий не всегда целесообразна  вследствие  относительно  более высокой цены нового материала по сравнению с натуральной древесиной и традиционными плитными материалами. Поэтому необходимо обеспечивать  рациональную их конструкцию, т.е. использовать пустотелые элементы, оптимизировать  сечения деталей и т.п. , а также создавать новые изделия в которых полнее будут реализовываться положительные  свойства ДПКТ. 4. Проектирование изделий должно осуществляться с учетом  технологических, эксплуатационных и  других  свойств материала.   Прогрессивное челевечество бьет тревогу Экологически чистый материал – древесно-полимерный композит на основе дисперсной древесины и термопластичных полимеров. Почему это произошло? В связи с возрастанием количества химически стимулированных аллергических и онкологических заболеваний, вызванных фенолоформальдегидными смолами, входящими в изделия из ДСтП (древесностружечных плит), которые настолько плотно вошли в нашу жизнь, что окружают нас повсюду: и в быту, и на работе. Все из-за доступности и дешевизны исходного сырья и относительной простоты технологических процессов получения ДСтП на основе дисперсной древесины и термореактивных смол. Удовлетворительный уровень их деформационно-прочностных свойств, возможность различных модификаций их состава предопределили создание громадных масштабов производства ДСтП во всем мире. В последние годы проблемы экологической безопасности стали более значимы для мирового сообщества, чем их технологические и экономические преимущества. Но несмотря на многочисленные запреты, производство и применение древесно-композитных материалов с фенолоформальдегидными связующими как в России, так и в других странах, к сожалению, продолжается — растет арсенал химического оружия замедленного действия. Мировое сообщество настоятельно рекомендует полностью приостановить производство и использование фенолоформальдегидных смол, их аналогов и включающих эти смолы продуктов.  Замена фенолоформальдегидному «монстру» существует — это древесно-полимерные композитные материалы (ДКПМ) на основе термопластичных материалов: полиэтиленов (ПЭ), полипропиленов (ПП), сополимеров этилена с пропиленом и другими олефинами (ПЭНП), сополимеров этилена с винилацетатом (севилены), полистиролов и сополимеров стирола, поливинилхлоридов, полиметилметакрилатов, полиамидов и т.п. Выявлено, что термопластичные крупнотоннажные полимеры, получаемые из доступного углеводородного сырья, являются привлекательными объектами для наполнения их дисперсной древесиной.  В качестве исходных дисперсных древесно-растительных наполнителей в ДКПМ можно использовать древесную муку, опилки из древесины лиственных и хвойных пород, молотую древесную кору лиственных и хвойных пород дерева и всю гамму растительных сельскохозяйственных отходов. Кроме того, можно использовать стружку древесины, частицы растительных отходов с размерами частиц 0,5-8,0 мм или их смеси с опилками и древесной мукой. Крупные частицы древесно-растительных наполнителей (более 8 мм) нежелательны из-за ухудшения свойств и качества поверхности изделий.  Дисперсная древесина представляет сложный по химическому составу и неоднородный по физическим параметрам наполнитель. Систематизация данных по поведению древесных наполнителей в композициях с термопластичными полимерами позволила конкретизировать круг их приемлемых параметров с учетом как природы древесины, так и условий приготовления и переработки композиций. В результате исследований оказалось, что вид древесины (порода дерева) не играет существенной роли с точки зрения функционирования ее в качестве дисперсного наполнителя — немаловажный фактор, учитывая отличающиеся возможности древесины твердых (ценных) и мягких пород. Большее значение имеют размер и форма древесных частиц. Наиболее часто используются древесная мука (дисперсность 0,01-1 мм) и опилки (от 1 до 8 мм), реже — стружка (10-20 мм) или частицы принудительных форм: чешуйчатые, волокнообразные и др. Крупные частицы древесины, естественно, выгоднее применять с экономической точки зрения. Однако они повышают шероховатость изделий, неоднородность их свойств и имеют меньшую насыпную массу (плотность), что снижает производительность перерабатывающего оборудования для соответствующих композиций.  Содержание термопластичного полимерного связующего может варьироваться в широких пределах. Однако зависимости технико-экономических характеристик получаемых композиций и изделий от содержания любого из компонентов имеют экстремальный вид. Не является исключением в этом отношении и содержание полимерного связующего в композиции. Так, при содержании в композиции полимерного связующего менее 10 мас.% наблюдается резкое снижение прочности изделий. Повышение содержания в композиции полимерного связующего более 20 мас.% не приводит к значительному улучшению физико-механических характеристик получаемых изделий, но обуславливает возрастание их стоимости. Соответственно, включение в композицию менее 50 мас.% древесно-растительного наполнителя приводит к снижению некоторых эксплуатационных характеристик и повышению стоимости получаемых изделий, а в количестве более 90 мас.% — к резкому падению деформационно-прочностных свойств изделия.  Свойства получаемых изделий свидетельствуют о том, что аппретирование твердых компонентов разработанных композиций аппретами как раздельно, так и в их совокупности приводит к улучшению физико-механических характеристик получаемых древесно-полимерных материалов за счет повышения сродства и адгезии аппретированных твердых частиц композиций к полимерному связующему. Это позволяет получить композиционные материалы с прочностью при статическом изгибе на уровне стандартного ДСП при малом содержании (8-10 мас.%) полимерного связующего в композите.  Достоинством изделий из подобных композиций является то, что они отличаются экологической чистотой, высокой водо- и морозостойкостью, биостойкостью, низкой себестоимостью, технологичностью. Благодаря их термопластичности при необходимости после соответствующей термообработки их можно переформировать в соответствии с конкретными требованиями интерьера. Кроме того, отходы и изделия из разработанных экологически чистых древесно-полимерных композиций могут подвергаться повторной переработке термобарическими методами, что позволяет создать практически безотходный технологический процесс. Подобные изделия можно подвергать механической обработке (пилить, строгать, забивать в них гвозди и т.п.), при этом они не боятся влаги и огня, гниения и насекомых. Они имеют легкий вес, высокую прочность, стабильность размеров, могут не требовать дальнейшей отделки, так как поразительно похожи на изделия из дерева по внешнему виду, на ощупь и на запах, а могут быть покрыты лакокрасочными материалами и облицованы пленочными и натуральными облицовочными материалами. Для этой цели разработано и применяется специализированное облицовочное оборудование проходного типа, принцип действия которого основан на приклеивании облицовочного материала на движущуюся профильную заготовку путем нанесения клея на заготовку и разматывания рулонного облицовочного материала с последующим прижимом его к основе с клеем. Подобный метод всестороннего облицовывания иногда называют окутывание или каширование.  Однако наибольший интерес представляют новейшие технологии получения древесных материалов нового поколения.  Рассмотрим процесс изготовления профильных погонажных изделий методом экструзии, который состоит из четырех этапов:  1) создание равномерной смеси пластика и измельченной высушенной древесины;  2) создание композитного компаунда путем нагрева;  3) получение профилированного продукта методом экструзии (продавливанием горячей смеси через профилированные отверстия с последующим охлаждением и затвердеванием);  4) нарезка готового профиля на требуемый размер.  Формировать изделия из древесно-полимерных композитов возможно традиционным методом плоского прессования, при котором давление направлено перпендикулярно плоскости плиты, в одно? или многоэтажных горячих прессах или новым методом экструзии (продавливании через фильеру), где давление прикладывается с торца вдоль плоскости формирования профиля. Методом плоского прессования изготавливаются стеновые панели, мебельные фасадные детали, заготовки для кроватей, столов, стульев, плинтуса, наличники, рамы для картин, детали внутренней отделки для автомобилей, тарные ящики, вкладываемые жесткие элементы для картонной тары и многое другое.  Методом экструзии получают различные профильные погонажные изделия для изготовления оконных и дверных блоков, различных мебельных деталей, в том числе возможно получение плитных материалов шириной до 3 метров, различных столярных строительных изделий: половая доска, вагонка, плинтус, наличники, поручни и т. п.  Вопросами создания новых экологически чистых древесно-композитных материалов в нашей стране занимаются с 70-х годов прошлого века многие организации и институты. За прошедшее время были получены определенные теоретические результаты, но до практического применения в производстве дело не дошло до сих пор. В 80-90-х годах во многих странах (Финляндия, Швеция, Германия, Италия, Голландия, Япония, США) были проведены исследовательские работы, затрачены большие средства на создание соответствующих композиционных материалов, находящих все более широкое применение в различных отраслях. Темпы роста производства древесно-полимерных композитов впечатляют. Только в США в 2000 году объем производства методом экструзии по сравнению с 1998 годом увеличился в два раза и составил около 200 000 тонн.  На данный момент в Америке и Европе уже существует около 40 фирм производителей и разработчиков древесно-полимерных композитных материалов. Ниже приводится краткая информация о наиболее известных компаниях.  AERT Corp. (Advanced Environmental Recycling Technologies) Springdale, Ark. (США) начала производство композитных материалов в начале 1990 г. и держит один из самых ранних патентов на производство древесно-пластиковых составов.  Andersen Windows (США) — корпорация, выпускающая около 4 500 000 окон в год, в 1992-1999 гг. провела исследования, связанные с проблемой утилизации отходов производства деревянных окон, на которые было израсходовано более 50 млн. долларов, запустила первые композитные профили, названные Fibrex, состоящие из смеси отходов древесины и ПВХ в примерном соотношении 60% к 40%.  B&F Plastics, Richmond, Ind. (США) делает листовой материал из полиолефинов (polyolefins). Изделия включают в состав деревянную муку, переработку пластмасс и переработку шин. B&F Plastics сначала изготавливает компаунд, называемый Tireplast, используя 70% переработанной крошки шин и 30% polyolefin.  Bausano Group (Италия) разработала новую технологию, по которой горячий расплавленный полимер сушит древесную муку. В процессе используется двухшнековый экструдер.  Certain Тeed Corp., Valley Forge, Pa. в Grinnell, Штат Айова (США) делает оконные профили и сайдинг-панели из композита, называемого CertaWood. Состав компаунда и сведения об экструзионном инструменте засекречены.  Comptrusion Corp., Toronto (Канада) — корпорация использует лицензированный материал Strandex в течение двух лет и делает оконные и дверные профили. В состав входят 40-60% древесины или древесной муки и полимеры PE и PVC.  Comptrusion Corp. (США) 2 года делает заполненные древесиной оконные профили. Louisiana-Pacific Polymers Inc. производит материал, состоящий из 50% древесины и 50% полипропилена, использующийся в автомобилестроении. В качестве древесного сырья используются отходы оргалита.  Crane Plastics, Columbus, Ohio (США) разработали композит деревополивинилхлоридного состава под торговой маркой Timbertech. Рецептура этого дерево-пластикового состава запатентована и не разглашается.  Crila Plastics Inc. Mississauga, Ontаrio (США) производит композит из PS и древесины, называемый Extrudawood, состав которого содержит около 10% древесной муки.  C. W. Ohio, Conneaut, Ohio (США) покупает гранулированный композитный древесный материал и изготавливает различные изделия для строительных нужд.  Dura Products International, Etobicoke, Ont. Andover и Duraskid (США) производит профили и поддоны на 15 экструзионных линиях из композита из 70% древесины и пластика из переработанных бутылок HDPE.  Eaglebrook Products, Chicago U. S. Plastic Lumber Corp. (США) производили в течение трех лет продукцию по лицензии Strandex. Теперь производят профили по собственной разработке — Durawood, состоящей на 70% из древесной муки и переработки HDPE.  EC Polymers, филиал Shore Pacific in Mira Loma, Calif. (США) изготавливают собственные материалы из сплавов полимера и древесины для лепных украшений.  Eidai Kako Co. (Япония) — компания производит композит на основе бамбука.  Ellingers Wood Flour (США) изготавливает до 10 сортов профилей из древесного композита.  Fasalex GmbH, Kopfing (Австрия) в кооперации с фирмами «Cincinnati-Milacron», «Erema» и Центральным сельскохозяйственным институтом «IFA» (Tulln, Австрия) освоила выпуск композита Fasalex и аналог Fasal, которые содержат около 60% отходов деревообработки, 20% крахмала (из риса, кукурузы, сои и пр.) и 20% полимерного связующего. В Австрии, Германии и Италии на сегодняшний день уже работают 5 фирм, производящих Fasalex. Ожидается, что к 2004 г. их число вырастет до 20.  Josko (Австрия) — фирма, известная высоким качеством своих изделий. Использует композит FasalexR для изготовления элементов окон и дверей.  JRS (США) — компания разработала технологию получения древесных волокон размерами 90, 120 и 300 мкм для наполнения древесно-пластиковых композиций под торговой маркой Lignogel.  Fiber Composites Corp. New London, N.C., BB&S Treated Lumber (США) выпускает композитную продукцию из вирджинской сосны и полимеров.  Formtech Enterprises Inc., Stow, Ohio (США) выпускает продукцию из древесины и PVC для производства окон.  Hoff Forest Products, Boise Idaho (США) выпускает продукцию по лицензии Strandex из собственных отходов деревообработки.  ICMA San Giorgio (Италия) 25 лет назад запатентовала новый материал Woodstock, состоящий на 50% из древесины и на 50% из полипропилена (PP), в 1971 г. передала права на производство компании G.O.R., которая стала изготавливать из него продукцию для корпорации Fiat. ICMA производит в Испании методом коэкструзии из трех слоев продукт под названием Naturcore, который используется для изготовления корзин для овощей и рыбы.  Kosche Profilummantelung GmbH, Bцvingen, Much. (Австрия) освоила композит, названный Kovalex, который состоит из 70% специально высушенных отсортированных волокон древесины и 30% полипропилена.  Lear Corp-s American Woodstock Sheboygan, Wiskonsin (США) лицензировала свою продукцию в 1983 г. и работает в данной отрасли промышленности с 1995. Работают три экструзионных линии ICMA для производства композитного листа для автомобилестроения.  Louisiana-Pacific Polymer-s Louisiana-Pacific Polymers, Chesterfield, Michigan (США) запустили завод с экструдерами двойной системы Баусано по экструдированию древесного композита для автомобилестроения и строительства зданий, используя в производстве отходы оргалита.  Meanwhile, Mikron Industries (США) запустила новый завод из 8 линий, работающих на термопластичных смолах и 10-70% древесных волокон.  Mikron Wood composite Mikron Industries, Kent, Wash. (США) совместно с итальянской Trimec s.a.s выпускает композитный материал с названием MikronWood на четырех экструзионных линиях Milacron.  Natural Fiber Composites, Baraboo, Wis. (США) — известный производитель винилового сайдинга два года выпускает продукцию из композитов древесины и PP, PS, HDPE и ABS гранулы для экструзии различных профилей и молдингов. Производительность оценивается приблизительно в 10 миллионов фунтов в год. Компания имеет один двухручьевый экструдер Davis-Standard.  North Wood Plastics Inc. Sheboygan, Wis. (США) производит порядка 10 миллионов фунтов в год гранулята из 10-60% древесины и PE, PP и PS. Использует оборудование фирмы ICMA.  Phoenix Color & Compounding Inc. Sandusky, Ohio (США) производит композит из 60% древесины и 30-40% PE, PP, PS и ABS.  Polywood Products ( Pacific Southeast Forest Products) Diamond Springs, Calif. (США) с 1992 г. начали производить композитные материалы с 50% заполнением древесины.  Shore Pacific LLC, Mira Loma, Calif. (США) выпускает древесный композитный материал из 50-60% древесины и полиолифенов или сплавов ABS и других смол.  Star Guard Inc., Lancaster, S.C. (США) производит из древесной муки и переработанных отходов пластмассы крепления края для коробок и поддонов.  Strandex Europe, Sutton Coldfield, West Midlands (Англия) — частная корпорация, располагает офисом в г. Цинцинатти, Штате Огайо, лабораторией в г. Мэдисоне площадью 30 000 м2, где работают две экструзионных линии. В начале 1990 г. в корпорации начались работы по созданию новых уникальных термопластичных материалов с включением волокон целлюлозы древесины для возможной замены натуральной древесины в отдельных направлениях.  Trex Co., Winchester, Va. (США) запустила новый завод в Неваде из двух линий, выпускающий продукцию из 50% древесины и 50% полиэтилена. Вместе с существующим производством в Вирджинии, состоящем из 8 линий, продажи в 1993 г. составили около 3,5 миллионов долларов. В 1997 г. — более 34,1 миллионов долларов.  Tech-Wood Nederland B. V. (Голландия) разработан и внедрен древесный композит, названный Tech-Wood, — продукт, состоящий из натуральных древесных волокон (обычно сосны) определенного размера в количестве до 75% массы и полимерного связующего — около 30% полипропилена высокого давления.  На фоне такого списка Россия выглядит очень бледно, можно сказать, не выглядит никак, так как в стране существует всего лишь две опытно-экспериментальные экструзионные установки для древесных композитных материалов, одна из которых находится в Москве, вторая — в Красноярске.  Исходя из приведенной зарубежной статистики можно сделать выводы, что расширение рынка новых профилей из древесно-полимерных композитных материалов должно иметь хорошие перспективы в нашей стране. Немаловажную роль в продвижении описываемой продукции на отечественный рынок могут сыграть законодательные акты, стимулирующие данное направление работ. Зарубежный опыт позволяет говорить о важности правовой и законодательной базы для динамичного развития описываемой отрасли. Так, недавно Конгресс США утвердил закон о предоставлении беспроцентного кредита в 2 000$ домовладельцам и частным застройщикам, применяющим в строительстве энергосберегающие стройматериалы и технологии. Окна — самый большой источник теплопотерь в доме. По расчетам отдела строительных технологий Департамента энергетики США, утверждается, что теплопотери через окна равны 20 млрд. долларов в год, что равняется 5% производимой энергии в СШ А. По сведениям этого департамента, применение улучшенных окон из ПВХ профилей или из древесно-полимерных композитных профилей может снизить годовые затраты владельца среднего частного дома площадью до 250 м2 и площадью остекления до 20 м2 на отопление (кондиционирование) с 900 долларов в районе Новой Англии (что соответствует у нас широтам Ростова, Краснодара). При этом показатели термосопротивления окон из древесно-полимерных композитных профилей и из чистых ПВХ профилей одинаковы и во много раз превосходят показатели алюминиевых окон.  Рынок экструдируемых древесно-полимерных композитных профилей существует пока только в Америке и Европе. Общая мощность производства экструзионных профилей в 2000 году составляла около 300 000 т. По-видимому, самый перспективный рынок экологически чистого материала сформируется в Японии, где все чаще возникают сомнения по поводу безопасности применения ПВХ и других пластиков в жилищном строительстве. Хочется надеяться, что и в России в течение нескольких лет запустят подобные линии и, может быть, разработают еще более совершенные технологии производства экологически безопасных материалов.