木塑復(fù)合材料WPC（wood-plastic composites）是一種主要由木材或者纖維素為基礎(chǔ)材料與塑料（或多種塑料）制成的復(fù)合材料。聚合過程可采用化學(xué)法（觸媒法）或輻射法。WPC分兩種，一種是木纖維、木粉、刨花、鋸末、植物纖維與熱塑性塑料如PE、PP、PVC等混合，經(jīng)過擠出成型或熱壓成型技術(shù)制成；另一種為用有機(jī)單體浸漬木材，再通過輻射或熱聚合制成。
美國(guó)木塑材料（WPC）輻射加工起源于上世紀(jì)60年代中葉，地板是主要產(chǎn)品。該產(chǎn)品以硬度高、耐磨而著稱。1967年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在曼谷召開了大型國(guó)際會(huì)議，WPC被列為和平利用原子能研究項(xiàng)目，赫爾辛基召開了第二次有關(guān)WPC的國(guó)際會(huì)議。從1990年至2000年，在木塑復(fù)合材料領(lǐng)域，美國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)率都保持在10%以上，尤其是近5年增長(zhǎng)特別快。2002年，北美和歐洲消費(fèi)的木塑復(fù)合材料達(dá)到68萬噸，并預(yù)計(jì)到2010年前將以14%和19%的速度增長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期塑料工業(yè)的總體增長(zhǎng)率。有預(yù)測(cè)稱，到2011年，美國(guó)木塑需求達(dá)到54億美元。目前，美國(guó)有兩家大公司采用輻射法制備WPC產(chǎn)品。
我國(guó)對(duì)WPC的研究始于20世紀(jì)50、60年代，1965年林業(yè)部在上海北京等地組織了有關(guān)WPC技術(shù)合作會(huì)議，既有化學(xué)法，也有輻射法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2005年年底，中國(guó)直接從事木塑復(fù)合材料研究開發(fā)、生產(chǎn)的企事業(yè)單位已逾150家，從業(yè)人員數(shù)萬人，生產(chǎn)能力大幅度提高，木塑制品年產(chǎn)量已接近10萬噸，年產(chǎn)值可超過8億元人民幣。但目前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的主要是木纖維等與塑料混合后擠出或模壓成型的WPC，輻射浸漬整塊木板并未規(guī)�；a(chǎn)。中國(guó)是一個(gè)森林資源比較匱乏的國(guó)家，森林覆蓋率只有18.21%，與世紀(jì)25%的水平相差甚遠(yuǎn)。同時(shí)，我國(guó)是一個(gè)木材需求大國(guó)。今后隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，木材的需求量將逐年增大。目前，國(guó)家發(fā)改委已將“木基復(fù)合材料的技術(shù)開發(fā)”歸入《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005）》的鼓勵(lì)類項(xiàng)目。國(guó)務(wù)院辦公廳也在2005年年底向國(guó)家發(fā)改委等十二個(gè)部門下發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)木材節(jié)約和代用工作的意見》，國(guó)家正通過政策引導(dǎo)、技術(shù)支持的方式，鼓勵(lì)發(fā)展木材節(jié)約和代用，這對(duì)輻射法制備木塑材料WPC是一個(gè)很好的契機(jī)。
輻射WPC性能顯著提高，WPC力學(xué)強(qiáng)度比木材大，彎曲強(qiáng)度高4－5倍，硬度高4－6倍，抗壓強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度也均有提高，美國(guó)一家公司以MMA為單體經(jīng)γ射線輻照后制得的桌子，其桌面耐磨強(qiáng)度比大理石高5倍。輻射WPC具體性能優(yōu)勢(shì)如下：①尺寸穩(wěn)定性好；②WPC的吸水性、吸濕性比木材大大降低，具有較好的尺寸穩(wěn)定性；③可在單體中添加阻燃劑，聚合后制品具有阻燃性；④具有良好的表面光滑性和各種鮮艷色彩；⑤能保持木材固有的紋理；⑥具有較好的耐磨和耐候性；⑦具有良好的加工性能。
輻射法制備WPC工藝如下：
�。�1）流程：原木→毛坯→干燥處理→抽真空→浸漬→輻照→成品再加工。
�。�2）整修工廠主要分成以下幾個(gè)區(qū)：毛坯處理區(qū)、單體儲(chǔ)存區(qū)、浸漬區(qū)、廢液回收區(qū)、輻照區(qū)、成品儲(chǔ)存加工區(qū)、控制區(qū)。①毛坯處理區(qū)：先將尺寸合適的毛坯表面處理，打磨除掉殘?jiān)�；再在烘房�(jī)?nèi)干燥處理，使木材的含水率控制在8%－10%，最后放在箱架中備用。主要設(shè)備：烘房、箱架和小推車。②單體儲(chǔ)存區(qū)：地下單體儲(chǔ)罐、染料儲(chǔ)存設(shè)備、緩沖罐和傳輸管道。用于儲(chǔ)存和傳輸單體。③浸漬區(qū)：首選將木材置于產(chǎn)品箱中，再將多個(gè)產(chǎn)品箱放入浸漬罐，接通氣體和單體傳輸系統(tǒng)；然后將產(chǎn)品箱中的氣體抽出，保持一定時(shí)間真空，真空度控制在設(shè)定值；通入單體，然后再通入氮?dú)饧訅褐猎O(shè)定值，保持一段時(shí)間；放掉多余單體；最后再充入氮?dú)猓瑢a(chǎn)品箱移出，通過懸掛鏈運(yùn)到輻照區(qū)。主要設(shè)備：氮?dú)怃撈�、耐壓浸漬罐、產(chǎn)品箱、抽真空系統(tǒng)、單體傳輸系統(tǒng)。④廢液回收區(qū)：浸漬過的單體應(yīng)該統(tǒng)一回收，進(jìn)行再處理，以便再次利用。⑤輻照區(qū)：一種是水下輻照，板源，在低劑量率下輻照，選取不同劑量率或者選取一定劑量率輻照，大約10小時(shí)；另一種為水淋輻照，采用十字型源。兩種方式都要盡量除去輻照區(qū)的氧和臭氧。主要設(shè)備：鈷源、軌道或懸掛鏈、防火花裝置、排臭氧裝置、水循環(huán)冷卻裝置。⑥成品儲(chǔ)存加工區(qū)：輻照后的產(chǎn)品，置于儲(chǔ)存區(qū)，進(jìn)行表面處理及再加工。⑦控制區(qū)：自動(dòng)化控制。
經(jīng)輻射法制成的木塑復(fù)合材料硬度高、耐磨性好、吸濕性小、抗腐蝕、尺寸穩(wěn)定、加工后表面光滑，可保持木材的天然紋理和色澤，制成的產(chǎn)品使用時(shí)維護(hù)費(fèi)用低，能夠滿足各種用途。
輻射法制備木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)可利用速生、易得的木材如樺木、楊木等低檔木材經(jīng)過輻射塑化處理來代替昂貴的優(yōu)質(zhì)木材，有助于解決優(yōu)質(zhì)木材缺乏的難題，這實(shí)質(zhì)是核技術(shù)與林產(chǎn)業(yè)交叉融合發(fā)展起來的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用前景廣泛，值得在我國(guó)進(jìn)行大力推廣和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
（北京三強(qiáng)核力輻射工程技術(shù)有限公司 李春松）
