بررسی  کاربردها ،کالاهای جایگزین ، بازارهای تولید و مصرف چوب پلاستیک

 

تاریخچه کامپوزیتهای ترموست ـ چوب به اوایل دهه 1900 برمیگردد و در این دهه یک کامپوزیت تجاری اولیه تحت نام تجاری باکلیت (Bakelite) که از فنول ـ فرمالدئیـد و گـرد چـوب درسـت شده بود، وارد بازار شد که نخستین استفاده تجاری آن بعنوان دست دنده بـرای رولزرویـز در سـال 1916 میلادی بود. اما کامپوزیتهای ترموپلاستیک ـ چوب در کشور ایالات متحده آمریکا برای چند دهه تولید شدهاند و این صنعت رشد شگرفی را در سالهای اخیر تجربه کرده است. پیدایش صـنعت پلاستیک ـ چوب (WPC) شامل پیوند دو صنعت است که بـه لحـاظ تـاریخی اطلاعـات انـدک و بسیار متفاوتی را از ویژگیها و دورنماهای هر یک از آنها در دست داریم.

صنعت پلاستیک دارای دانش تهیه پلاستیک و صنعت محصولات چوبی (جنگلی) دارای تجربیـات و منابع بیشتری در ساخت محصولات بازاری اسـت. ایـن موضـوع تعجـب آور نیـست کـه بعـضی از نخستین شرکتهایی که WPC را تولید میکردند کارخانجات پنجره سازی بودند که دارای تجربـه در هر دو زمینه چوب و پلاستیک بودند. به طور سنتی صنعت پلاستیک از طلق، کربنات کلسیم، میکـا و شیشه یا فیبرهای کربن و حدود 2/5 میلیارد کیلوگرم بتونه برای تولید شیشه بطور سـالیانه اسـتفاده میکرده است. این صنعت نسبت به استفاده چوب و یا دیگر فیبرهـای طبیعـی ماننـد کنـف و کتـان بی میل بود، گرچه این فیبرها از منابع تجدید شدنی و ارزانتری بدست مـیآمدنـد و سـبکتر و دارای زبری کمتری برای تولید وسایل، نسبت به بتونه های عرفی بودند و بیشتر تولیدکنندگان پلاسـتیک از چوب به دلیل تراکم و ثبات گرمایی پایین و تمایل به جذب رطوبت، صرف نظر میکردند.

در کشور ایالات متحده آمریکا، کامپوزیت های پلاستیک ـ چوب WPC ( چوب پلاستیک ) چندین دهه است کـه تولیـد میشوند. و بدین لحاظ از قدمت بیشتری نسبت به سایر کشورها برخوردار است. اما این محـصولات تنها در دهه اخیر در اروپا تولید شدهاند. هر چند عمده رشد این صنعت در ایالات متحده بسیار نوپـا بوده و مربوط به چند دهه اخیر میباشد اما در این سالها این صنعت از رشد قابل تـوجهی برخـوردار بوده است. چرا که قدمت آن به سال 1983 میلادی، زمانیکه یک انبار چوب آمریکـایی کـه اکنـون بخشی از شرکت لیر (Lear) در شـیبویگان ویسکانـسین (Wisconsin) اسـت شـروع بـه تولیـد مکانیزه تخته هایی با لایه های درونی با استفاده از تکنولوژی اکستروژن ایتالیایی نمود، برمـیگـردد. در این سال پلی پروپیلن به همراه تقریباً 50 درصد گردچوب (خاک اره) در داخـل دسـتگاه اکـستروژن جهت تولید صفحه صاف ریخته میشد که بعداً در شکل های مختلف برای مصارف گونـاگون اسـتفاده میشد که این یکی از نخستین کاربردهای عمده تکنولوژی WPC در آمریکا بود.

بطور کلی ذکر این نکتـه حـائز اهمیـت اسـت کـه دورنمـای برخـی از صـنایع پلاسـتیکی بـه نحـو حیرت آوری در دهه اخیر تغییر نموده است. توجه به این صنعت با موفقیتهای بدست آمـده از چنـد محصول WPC و آگاهی ها و درک بیـشتر از چـوب و توسـعه تولیدکننـدگان تجهیـزات و تـدارکات اضافی و شانس حضور در بازارهای جدید بویژه در بخش ساختاری در ساختمانهای بـزرگ تحریـک شده است. صنایع محصولات جنگلی بخوبی در حال تغییر دورنمای خود هستند. آنهـا عقیـده دارنـد WPC بعنوان راهی برای افزایش پایداری چوب بـا نگهـداری انـدک در بخـش مـصرفی (یکـی از بزرگترین نکات فروش) میباشد. بعضی از شرکتهای فرآوردههای جنگلـی نیـز در حـال آغـاز تولیـد تخته WPC هستند و شرکتهای دیگر در حال توزیع این محصول میباشند .

 

معرفی کامپوزیت های چوبی ـ پلاستیکی (Wood -Plastic Composites)

 

اصطلاح کامپوزیت های چوبی ـ پلاستیکی (Wood -Plastic Composites) بـه کامپوزیت هـای اطلاق میشود که از چوب (در هر شکلی) و ترموست ها یا ترموپلاستیک ها تشکیل شـده انـد. محـصول مورد نظر نیز از ترکیب چوب و ترموپلاستیک ها میباشد کـه اصـطلاحاً بـه پلی وود (Ploy wood) معروف میباشد، همانطور که در ادامه بحث خواهد شد از این ترکیـب محـصولات بـسیار متنـوع و متفاوتی جهت مصرف در صنایع مختلف بدست می آید. ترموستها پلاستیکهایی هـستند کـه یکبـار بازیافت شده اند و نمیتوان آنها را با گرمادهی مجدد ذوب کرد. این مواد که شامل رزین هـایی ماننـد اپوکسی ها و فنولیکس ها میباشند، در حقیقت پلاستیک هایی با مشابهت زیاد بـه فـرآورده هـای صـنعتی جنگلی (چوبی) هستند.

کامپوزیت های پلاستیک ـ چوب ( چوب پلاستیک ) مواد ترکیبی حقیقـی بـوده و ویژگیهـای تمـام مـواد ترکیبـی را دارا میباشد. آنها سختی و قدرت را از ویژگیهای چوب و پلاستیک گرفته اند اما تراکم آنها غالباً بـالاتر از آندو است. ویژگی این مواد بطور مستقیم از ساختار آنها گرفته میشود یعنی آنها ترکیبـی درونـی از عناصر چوب و پلاستیک هستند. پلاستیک بطور مؤثر سطح روی چوب را بعنـوان یـک لایـه نـازک میپوشاند. مقاومت بالای این کامپوزیت در برابر رطوبت (0/7 درصـد آب جـذب مـیکنـد کـه در مقایسه با چوب درخت کاج که 17/2 درصد آب جذب میکند بسیار ناچیز اسـت) نتیجـه مـستقیم ساختار آن است. رطوبت تنها میتواند در بخشهای رو باز چوب جذب شده و امکان انتقال به محدود پلاستیک را ندارد. در نتیجه این کامپوزیت (WPC) نسبت به رطوبت بسیار مقاوم بوده و از هجوم قارچها و حشرات نیز در امان است. ویژگیهای WPC را مـیتـوان بـا تغییـر گونـه هـای چـوب یـا پلاستیک با نیازهای محصول منطبق ساخت که این امر خود یکی از مهمترین ویژگی های این محـصول بشمار می آید.

یکی دیگر از ویژگی های بارز کامپوزیت پلاستیک ـ چوب ( چوب پلاستیک ) سازگاری با محیط زیست است. فشار محیط زیست در مورد بازیافت و افزایش دوام بر صنعت هر روزه در حال افزایش است. افزایش طول عمـر و دوام مواد ساختمانی همچون چـوب از ضـروریات اسـت. بـرای اسـتفاده کننـدگان فـرآورده هـای پلاستیکی کاهش وابستگی به مواد پتروشیمیایی یک ضرورت است چرا که هزینه مواد خام آنها بطور دائم و چرخه ای در حال افزایش است و مصرف کنندگان فرآورده هـای چـوبی نیـز بایـد کارآمـدی منابع را افزایش داده و ضایعات مواد خامی را که بطور اجتناب ناپذیر بوجود می آیـد دوبـاره مـورد بازیافت قرار دهند. این کامپوزیتها در مقایسه با فرآوری سنتی چوب بیش از 40 درصد بر میـزان کارآیی آن می افزایند.

 

این مواد دارای فوائد دیگری نیز برای محیط زیست هستند که عبارتند از:

 

• دارای ضایعات ناچیزی بوده و همان ضایعات اندک نیز قابلیت بازیافت و استفاده مجدد را دارند.
• این کامپوزیتها دارای هیچ گونه گاز فرمالدئید یا ترکیبات آلی ناپدیدار نمیباشند.
• این مواد قابل بازیافت بوده و پس از اتمام دوره کارایی شان بازهم میتوانند بکار گرفته شوند.
• ضایعات اینگونه مواد خطرناک نبوده و میتوان آنها را با استفاده از روشهای استاندارد تخلیه نمود.

از جمله سایر خواص و ویژگی هایی که این کامپوزیت و محصولات حاصل از آن دارنـد مـیتـوان بـه دوام، سختی، انبساط خطی مناسب، اشاره نمود.

 

نمونه هایی از کاربرد تختههای کف (Deck) جهت کف سازی ساختمان

 

نمونه هایی از کاربرد تختههای کف (Deck) جهت کف سازی ساختمان

 

نمونه ای از کاربرد نرده و پله های از جنس پلی وود

 

نمونه ای از کاربرد محصولات از جنس پلی وود در خانه های ساحلی

 

موارد مصرف و کاربرد پلی وود ( چوب پلاستیک )

 

این محصول به دلیل خواص و ویژگیهایی که دارد در زمینه کاربرد بسیار متنوع و گسترده مـیباشـد چرا که از این کامپوزیت محصولات بسیار متنوعی را میتوان تولید نمود. محصولات تولیـدی از ایـن کامپوزیتها مورد مصرف بخشهای مختلفی از قبیـل سـاختمان سـازی، خودروسـازی (وسـایل تزئینـی داخلی)، دکوراسیون، راهآهن، کشتی سازی (عرشه) و … میباشد.

کاربرد کنونی این کامپوزیتها بیشتر به مواردی همچون تزئین کردن، روکـش کـاری و چهارچوب هـا و قالبهای پنجره باز میگردد و از آنجائیکه کامپوزیتهای چوب ـ پلاستیک (WPC) ترکیبی از فیبرهـا و مواد پلاستیکی و مواد افزودنی هستند لذا میتوان بسته به نوع کـاربرد محـصول، خـواص مـدنظر مصرف کننده از قبیل مقاومت در برابر آتش، اصطلاک، عایق صوت بودن، استحکام و سختی مناسب و … را در آن لحاظ نمود که این امر خود از برتریها و ویژگیهای خوب این محصول بشمار می آید. کامپوزیتهای چوب ـ پلاستیک به روش اکستروژن و بـا قالبهـای متفـاوت بـه شـکل نهـایی تبـدیل میشود. این کامپوزیتها محصولات چوبی هستند که نیازی به فرآوری بعدی ندارند و در برابر شرایط جوی، رطوبت و قارچها مقاوم هستند از این رو برای استفاده در فـضای بـاز کـه الوارهـای پرداخـت نشده کارایی نداشته، بسیار مناسب هستند. همچنین این محصولات دارای خواص پلاسـتیکی هـستند که از نظر محیط زیستی و عملکرد بسیار ممتاز هستند.

از کامپوزیت های فیبرچوب ـ پلاستیک همچنین برای استعمال در داخل و خـارج سـاختمان نیـز بهـره میگیرند. موارد مصرف این کامپوزیتها در کشورهای صنعتی پیشرفته بگونـه ای اسـت کـه در اکثـر صنایع کاربرد دارند. بطور مثال از این کامپوزیتها در ساخت سفالهای سقفی، اسکله دریایی، ملزومـات اداری، ابزارآلات، قالبها، الوارهای سقفی و سایر محصولات استفاده میکنند.

همانطور که اشاره شد موارد مصرف از این کامپوزیتها بسیار گسترده و متنوع میباشـد امـا بـه نظـر میرسد کاربرد بارز این محصول در تخته هـای کـف (Deck) الـوار، مبلمـان اداری, چهـارچوب هـا، پروفیل و اجزاء در و پنجره، قرنیزهـا، نـرده ها، قفـسه بنـدی، عرشـه کـشتی هـا، بارانـدازهای بنـدر، روکشکاری عمودی و افقی خارجی، تابلوی مغازه ها، داخل قایق ها، تراورس های ریل راه آهن، کابینت و پیشخوان آشپزخانه و … میباشد. که البته مصارف ساختمانی عمده بازار مـصرف ایـن محـصول را تشکیل میدهد.

 

بررسی کالاهای جایگزین پلی وود( چوب پلاستیک )

 

بسیاری از تولیدکنندگان در و پنجره بطور جدی به کامپوزیتهـای چـوب ــ پلاسـتیک بعنـوان یـک جایگزین برای چوب مینگرند. قطع درختان بعنوان ماده رایج برای سـاخت در و پنجـره هـای چـوبی بطور فزاینده، نگران کننده میباشد. چرا که قطع این درختان، جهـت بریـدن چـوب و چـسباندن آن کنار هم میباشد. سپس مواد به هم چسبیده خرد شده و به قطعات صحیحی تکه میشوند تا در سـر هم کردن در و پنجره مورد استفاده قرار گیرند. این مراحل هزینـه هـا و ضـایعات چـوب را افـزایش میدهند. اما نخستین پروفیل وارد شده (از جنس کامپوزیـت) در ایـن زمینـه الوارهـایی بودنـد کـه بصورت پروفیلهای استاندارد همانند چوب مورد استفاده قرار میگرفتند. تولید این مواد بـا ضـایعات کمتری نسبت به چوب همراه است زیرا تراشه های آنها را میتوان بطور مستقیم بازیافت کـرد و بـه محصول تبدیل نمود.

 

اهمیت استراتژیکی چوب پلاستیک

 

چوب یک کالای عمومی و پر مصرف در جهان است که همانند سـایر کالاهـا تولیـد و مـصرف میگردد. لیکن در صورتی که نگاه دقیق به زنجیره تولید و مصرف این کالا بشود، نتیجه گیری خواهد شد که این کالا از اهمیت بسیار بالا در جوامع بـشری برخـوردار اسـت کـه دلایـل آن را مـیتـوان این چنین تشریح کرد:

• تولید چوب پلاستیک به سلامت محیط زیست کمک مینماید .
  ماده اولیه تولید چوب پلاستیک، انواع فیبر و الیاف گیاهی و پلیمرها مـی باشـند کـه اولا بخـش عمده این مواد را الیاف گیاهی تشکیل می دهد و ثانیا این الیاف می تواند هر نوع ماده کشاورزی اعم از خاک اره باگاس (ساقه نیشکر)، سبوس گندم، پوسته برنج، پوست خـشکبار (از قبیـل گـردو پـسته فندق و بادام و …) باشد. بنابراین با ایم کار میزان مصرف پلاستیک ها که در محـیط تجزیـه ناپـذیر می باشند کمتر می گردد.
• ایجاد کالایی با ارزش افزوده بالا از مواد کشاورزی با ارزش کمتر
  بازیافت و تبدیل الیاف طبیعی با ارزش کمتر، یکی دیگر از مزیتهای ایـن طـرح اسـت کـه در سطح ملی میتوان از آن به عنوان یک طرح مفید یاد کرد.
• کاهش ضرورت قطع درختان
  چوب به طور مستقیم از درخت حاصل میشود. لذا با توسعه جمعیت کشورها، نیاز بازار به چوب بیشتر شده و برای تأمین آن، لازم است درختان بیشتری قطع گردد و این موضوع با توجه به محدودیت جنگل در کشور، بسیار حائز اهمیت است. تولید محصولات چوب پلاستیک سبب کاهش نیاز بازار به چوب طبیعی شده و در نهایت ضرورت قطع درختان کاهش پیدا می نماید.

 

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده چوب پلاستیک

 

عمده تولید کننده پلی وود در دنیا کشور ایالات متحده امریکا می باشد که در واقع مبدع و بزرگترین تولید کننده این محصول در دنیا می باشد. البته لازم بذکر است که در دهه های اخیر کشورهای اروپائی نیز به تولید ایم محصول روی آورده اند لیکن کشور آمریکا همچنان پیشتاز می باشد. همچنین شایان ذکر است که کشور آمریکا علاوه بر این که بزرگترین تولید کننده این محصول می باشد, بزرگترین مصرف کننده آن نیز می باشد و البته در سایر نقاط دنیا از جمله کشورهای اروپائی نیز مورد مصرف قرار گرفته است.