Современные материалы помогают нам создавать уют и неповторимый интерьер в доме. Строительный рынок всех времен всегда предлагал отделочные материалы из натуральной древесины. Они не только позволяют сделать дом красивым и теплым, а еще и экологичным, безопасным для здоровья. Совсем недавно выбор деревянных изделий пополнился таким материалом как древесно- полимерный композит (ДПК).

Что такое древесно-полимерный композит?

Уже из самого названия можно догадаться о природе этого материала. Он сочетает в себе древесный наполнитель и полимер, происхождение которого может быть натуральным или химическим. ДПК таким образом объединяет самые лучшие свойства и пластика и древесины. Как правило, дерево изменяется химическими добавками.

Древесно-полимерный композит довольно часто заменяют синонимами – жидкое дерево, древесно-пластиковый композит, древопласт, древотермопласт. На импортных упаковках вы встретите надпись wps, которая расшифровывается как wood plastic composite или wood polymer composite.

Непосредственно технология выпуска ДПК в промышленных количествах появилась не так уже и давно, хотя исследования и разработки в этой области проводились долгое время. За счет создания специальных добавок древесно-полимерный композит стал почти, что идеальным отделочным материалом. Он очень хорошо противостоит воздействию влаги, не требует дополнительной покраски, не поддается разрушающему действию бактерий, насекомых, хорошо переносит механические повреждения. Наряду с этими важными характеристиками стоит отметить и тот факт, что ДПК монтируется без особых усилий. И что особенно радует, так это то, что для его укладки совсем не обязательно нанимать специалистов.

Древесно-полимерный композит не боится резких перепадов температуры и стойкий к возгоранию. Свои технические характеристики и свойства ДПК сохраняет при температуре от –50°С до +80°С и даже выше. Вот поэтом такой материал отлично сгодится для изделий, которые будут размещаться в бане, сауне или же на балконе, террасе, которые лишены отопления.

Как и из чего делают ДПК?

Обычная схема производства ДПК следует таким пунктам:

Измельчение древесины;
- просушивание измельченной древесины;
- дозирование необходимых компонентов;
- смешивание всех компонентов;
- подвержение состава прессованию для создания необходимого изделия;
- окончательная обработка полученного материала (обрезка на необходимую длину или ширину).

В принципе общие черты производства схожи с изготовлением ДСП. Разница заключается в применяемом оборудовании. Для производства древесно-полимерных композитов используется оборудование в большей степени химического типа, то есть то, которое используют в пластмассовой промышленности.
По своим свойствам древесно-полимерный композит не отличается от деревянных, пластиковых материалов или керамической плитки. Этот материал собрал в себе все позитивные качества изделий из натуральной древесины, но при этом лишен многих недостатков, присущих ей (высокая степень горючести, подвержена гниению, поражению плесенью, легко поддается механическим воздействиям).

Состоит ДПК из древесной муки или же щепок, оставшихся от обработки хвойных пород деревьев, полимерного материала и аддитивов. В составе композита могут также содержаться и иные растительные волокна (лен, пенька, кенаф, сизаль, скорлупа орехов или рисовая шелуха, даже солома). В качестве полимерного компонента используют разные составляющие в виде термопластических полимеров или их смесей. Но на самом деле используются всего лишь три вида термопластичных смол. Это может быть поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен, полиэтилен. Отличаются эти составляющие не только по своей структуре, но и по количеству, в котором они добавляются. Так ПВХ добавляют ровно в таком же количестве, что и деревянной составляющей, полиэтилен берут в соотношении 70 % к 30% дерева, а полипропилена – 60 % к 40. Как видим, любое изделие из древесно-полимерного композита состоит из древесины в большей или меньшей степени. И ясное дело, чем ее процентное соотношение выше, тем материал ближе к натуральному.

Чтобы придать материалу какие-то дополнительные качества, в его состав добавляют также стекло или металл. Также в состав композита вводят и различные модифицирующие добавки – средства с антимикробным действием, антиокислители, связующие и поверхностно-активные вещества, смазочные материалы, стабилизаторы температуры, огнезащитные и противоударные средства, пигменты, светостабилизаторы. В качестве связующих полимеров используют не только первичные полимеры, но и вторичные. Это крахмалы из зерновых культур, отходы бумажного и кожевенного производства и прочие. Это позволяет создавать композиты, которые впоследствии легко утилизируются и поддаются биологическому разложению. Также могут добавляться вспенивающие компоненты, которые снижают плотность будущего композитного материала. Из состава указанных компонентов по инновационным технологиям производят гранулы сырья, из которых в дальнейшем и получают конечный продукт, то есть древесно-полимерный композит.

Изделия из древесно-полимерного композита изготавливают двумя методами – литьем и непрерывной экструзией. Технология производства допускает использование древесины низких сортов и пластмассу после вторичной переработки использованных изделий. Из этих отходов выпускают детали для мебели высокого качества и очень прочные отделочные материалы. Это позволяет поставить производство древесно-полимерного композита в разряд одних из самых рациональных и перспективных способов использования отходов от деревообрабатывающей промышленности. Что характерно для ДПК, так это его повторное участие в процессе создания того же ДПК.

Как работать с ДПК?

Это композитный материал, который в своем составе имеет древесину. По внешнему виду ДПК больше похож на МДФ или твердую ДВП. Если древесины в нем меньше, то внешне материал будет напоминать пластмассу. В монтажных работах такой материал очень хорошо применять, поскольку он легко распиливается, сверлится и обрабатывается рубанком. Иными словами инструменты для работы с ним нужны те же, что и для деревянных материалов. Особо ценным свойством изделий из древесно-полимерного композита является возможность их сгибания в прогретом состоянии как деталей из пластика. Некоторые изделия можно подвергать склеиванию или сварке, опять же, как пластмассу. В изделие из древесно-полимерного композита запросто вбиваются гвозди, вы можете покрасить поверхность из такого материала, если захотите изменить цвет. Для этого вам понадобится обычная лакокрасочная продукция. Также изделия из ДПК можно облицевать синтетической пленкой или натуральным шпоном.

Если вы хотите продлить срок службы рабочей поверхности, то лучше выбирать не натуральную террасную доску, а доску из ДПК. Но это в том случае, конечно, если у вас нет категорического желания использовать только натуральную древесину.

Спектр применения изделий из ДПК

Из древесно-полимерного композита в дальнейшем производят разные виды настенных панелей, вагонки, мебель для саун и улицы (лавочки, качели и прочее). И это далеко не предел использования материалов из ДПК. В автомобильном строительстве из них производят внутренние панели, прокладки для дверей и крыш, коробы. Полы грузовиков, спинки сидений, подъемные полки. Как строительные элементы изделия из ДПК можно узнать в кровлях, оконных и дверных профилях, настилах, штакетниках, других аксессуарах. Для потребительского применения изготавливают такие изделия, как различные садовые конструкции, садовую мебель, ограды, оборудование для детских и спортивных площадок и прочее.

Изделия из древесно-полимерного композита могут успешно заменять материалы из натуральной древесины, а также быть альтернативой использования изделий из ПВХ, конкретно – сайдинг для наружных отделочных работ, настенные панели, террасная доска.

Однако на сегодняшний день самую большую популярность завоевал декинг или террасная доска. Это доски из ДПК, которые предназначаются для покрытия пола на террасах, площадках возле бассейна, для садовых дорожек. В принципе стелить декинг можно и в жилом помещении, однако изначально он разрабатывался как материал для внешних отделочных работ, то есть способен выдерживать суровые климатические условия. Поскольку декинг хорошо противостоит воздействию влаги, то его можно применить для напольного покрытия в ванной, санузлах.

Поверхность террасной доски очень приятна для ног, а рельеф на ней не позволяет поскользнуться даже на влажной доске. Однако специальные бороздки делаются еще и для того, чтобы в значительной мере улучшить отвод воды от самой доски.

Насыщенность строительных рынков изделиями из древесно-полимерного композита позволяет оценить их во всех проявлениях. При всех своих достоинствах древесно-полимерный композит имеет один важный недостаток, который в значительной степени тормозит активность со стороны покупателей. Это высокая стоимость ДПК. Однако она в полной мере оправдывает себя производственными затратами и в какой-то мере постепенно снижается.

давно стали неотъемлемой частью практически любой сферы производства и быта благодаря более высоким показателям прочности, невысокой стоимости и другим потребительским качествам.

Особенно широко они распространены в сфере строительства, где из полимеров изготавливают различные смеси, краски, изоляцию и . За счет своих качеств, полимеры постепенно вытесняют природные материалы, приобретая более широкое распространение.

Новыми высокотехнологичными материалами стали древесно-полимерные композиты, применение которых позволило создавать доски, сочетающие в себе лучшие качества натуральной древесины и керамической плитки . Именно об этих материалах стоит поговорить более подробно.

Основные разновидности и состав

Древесно-полимерные композиты – это целый ряд искусственно полученных материалов, состоящих из смеси древесной муки и мономеров, которые в дальнейшем проходят полимеризацию, обретая необходимые свойства.

Материал состоит из четырех основных компонентов:

• древесина. Общая доля составляет от 30 до 80% в зависимости от материала. Чаще всего используют опилки, семечки, измельченную кору и сучья, а так же другие отходы деревообрабатывающей промышленности;
• композитный полимер. Может использоваться ПВХ, полиэтилен, полипропилен;
• химические модификаторы. Массовая доля в веществе около 0.5%. Используются для придания необходимых технологических свойств;
• красители. Вводятся в состав смеси на изначальной стадии для получения необходимого цветового оттенка готовой продукции.

Особое внимание уделяется термопластичным древесно-полимерным композитам . Они обладают повышенной стойкостью к химически активным веществам и высокой механической прочностью, что позволяет получать из этих материалов не только террасную доску, но и элементы кровли, и облицовочные панели для стен.

Террасная доска из древесно-полимерного композита имеет три разновидности в зависимости от процентного содержания измельченной древесины и полимера:

• 30% полимера и 70% древесины – наиболее дешевый вариант, который преобладает в данный момент на рынке отделочных материалов. К сожалению, кроме низкой цены у такой доски практически нет преимуществ. За счет большого содержания измельченной древесины, продукт имеет невысокую механическую прочность, сильно подвержен износу и разбуханию от воздействия влаги. Средний срок службы такой доски в нашем климатическом поясе составляет не более 5-7 лет;
• 60% полимера и 40% древесины. Итоговый материал обладает высокой механической прочностью, не подвержен воздействию воды и активных химических сред и обладает очень большим сроком эксплуатации. Единственный недостаток – практически полностью теряется натуральный вид, и доска напоминает кусок пластика. Материал очень часто используется для создания причалов и облицовки пространства около бассейнов в отелях, так как рассчитан на высокие нагрузки;
• 50% полимера и 50% древесины. Наиболее оптимальное соотношение основных компонентов. Доска отличается натуральным видом и обладает всеми преимущества синтетических материалов – прочность, долговечность и надежность. Имеет высокую стоимость именно за счет внешнего вида.

Основные потребительские характеристики

Террасная доска из древесно-полимерного композита (ДПК) обладает целым рядом полезных потребительских свойств:

• высокая механическая прочность. Одна из основных характеристик, которая позволила широко использовать материал при облицовке бассейнов, создании террас и причалов;
• широкий диапазон рабочих температур от -50 до +180 градусов позволяет использовать материал практически в любых климатических поясах;
• влагостойкость и невосприимчивость к ультрафиолету. Благодаря этим свойствам, материал используют при строительстве саун, бань, судовых палуб, садовой мебели, ограждений и альтанок, там, где натуральное дерево долго не простоит или поддержание его целостной структуры или внешнего вида будет уходить много времени и денег;
• материал не является средой обитания или распространения бактерий, не подвержен гниению и не изменяет своих физических свойств при перепадах температуры.

Кроме указанных основных характеристик следует отметить высокие эстетические показатели – изделия из ДПК выглядят как изготовленные из натурального дерева, благодаря красителям они удачно имитируют любую породу, включая дорогое красное, тиковое или палисандровое дерево.

Материал не поддерживает горение, а при производстве или использовании не выделяет вредных веществ – формальдегидов и канцерогенов.

Способы монтажа террасной доски из ДПК

Основных вариантов укладки такой доски всего два – бесшовный монтаж или с использованием швов. Каждый из них имеет свои особенности при монтаже, а так же преимущества и недостатки, которые следует учесть, прежде чем приобрести конкретную террасную доску.

В первом случае элементы имеют специальный замок на боковых гранях – шип-паз, посредством которого происходит фиксация досок между собой. Детали крепятся саморезами сразу на опорную балку через специальные отверстия, которые закрываются соседней доской. Покрытие выглядит целостным и монолитным, однако, для обеспечения водостока, стоит производить укладку с наклоном 2-3 градуса.

Во втором случае на основные лаги устанавливаются доски с небольшим зазором около 1 сантиметра при помощи кляймера (особый вид креплений из пластика или металла). В качестве преимуществ такого способа монтажа можно назвать высокую скорость установки и отличный водосток через швы.

Как недостаток – в шов может попасть мусор, при монтаже террас в загородных участках сквозь швы могут прорастать сорняки. Так же существует вероятность деформации элементов настила за счет непрямого крепления к направляющей.

Итоги

Древесно-полимерные композиты – это новые, высокотехнологичные материалы, которые обладают отличными потребительскими характеристиками и более низкой ценой, чем натуральное дерево. Это позволяет использовать материал в различных облицовочных работах внутри или снаружи помещения, а так же создания отделки специфических конструкций – яхты, причалы, бассейны, сауны и бани.

За счет того, что ДПК появились не более 10 лет назад, спрос на них постоянно растет при достаточно высокой стоимости, что не по карману большинству потребителей. Со временем существует тенденция к небольшому снижению стоимости за счет открытия и внедрения более экономичных технологий.

Что такое древесно-полимерный композит (ДПК), и в чем его преимущества?

Древесно-полимерный композит (ДПК) – современный материал, который активно используется в строительных и отделочных работах. Материал ДПК – это оптимальная альтернатива дереву и пластику ПВХ, так как совмещает преимущества дерева и полимера, а именно – экологичность, тактильные ощущения, натуральный вид с одной стороны, с другой – прочность и устойчивость к агрессивным воздействиям внешней среды. Срок эксплуатации доски из ДПК достигает 25 лет.

В чем разница ДПК от ДВП, ДСП или МДФ

Материалы ДПК, ДСП, ДВП, МДФ – комбинации дерева и полимера, только древесно-полимерный композит по составу и технологии производства отличается от остальных. Для изготовления ДПК дерево измельчают в порошок. Процентное содержание древесной муки составляет 30-80% от общей массы. Остальные компоненты ДПК – это малогорючий и безопасный полимер (полистирол, полиэтилен, полипропилен или поливинилхлорид), а также химические добавки, которые улучшают технологические свойства материала (цвет, прочность).

1. Первая особенность (и главное преимущество) древесно-полимерного композита - возможность производства методом экструзии, доставшаяся «в наследство» от пластиковой составляющей. Что это значит? А это значит, что, во-первых, материал в разогретом состоянии очень пластичен и позволяет получать изделия практически любой формы и конфигурации. Во-вторых, большая часть отходов, образовавшихся при обработке таких изделий, пригодна для вторичной переработки.
2. Вторая особенность ДПК - это то, что благодаря древесной составляющей изделия из него могут не только выглядеть, как натуральное дерево, но и иметь запах древесины, интенсивность которого зависит от породы, использованной для приготовления муки, и процентного соотношения в составе материала. Иными словами, при практически одинаковой стоимости доска или плитка, изготовленная из древесно-полимерного композита, может с одинаковым успехом имитировать как запах дуба или сосны, так и аромат мербау или кумару.
3. Третья особенность - то, что при всём визуальном, тактильном и ароматическом сходстве с деревом ДПК совершенно не подвержен обычным для него поражениям (гнили, плесени, жучкам, выцветанию и т.п.). А значит - не нуждается в дополнительной обработке.

Изделия из древесно-полимерного композита

1. Террасные покрытия из ДПК – оптимальное решение для дачных террас, веранд, для ресторанов и различных заведений на открытом воздухе. По качеству материал успешно конкурирует с покрытиями из лиственницы, «бразильского ореха» и других пород, при этом стоимость террасных систем из ДПК на 30-70% дешевле натуральных аналогов, а срок службы – свыше 20 лет. Широкий ассортимент террасных систем от «Террадек» позволяет реализовать любые дизайнерские решения.
2. Ограждения и заборы из ДПК отлично вписываются в ландшафтный дизайн. Такие изделия красивы, прочны и долговечны, что особенно важно для конструкций, установленных на открытом воздухе. Они даже более устойчивы к атмосферным воздействиям, нежели их аналоги из дерева или металла. Срок эксплуатации таких изделий из древесно-полимерного композита составляет 25 лет и более.
3. Вентилируемые фасады из древесно-полимерного композита позволяют не только защитить внешние стены от воздействия окружающей среды и придать облику здания более эстетичный вид, но и обладают отличной звукоизоляцией и теплосберегательными свойствами. Используются такие фасады для интерьерной отделки нижних этажей любых сооружений, малоэтажных офисных зданий, частных домов.

Преимущества декинга ДПК

Ищете террасное покрытие на долгие годы? Выбирайте террасу из древесно-полимерного композита (ДПК). ДПК надежен и практичен, прослужит долгие годы, не требуя особого ухода, покраски и антисептика. Доска ДПК подходит к любому дизайну, так как обладает приятной текстурой натурального дерева и богатой цветовой палитрой.

У жидкой древесины много преимуществ. Поговорим о том, из чего она состоит, где ее можно использовать, на что обращать внимание при покупке этого материала, а также как сделать его самостоятельно.

Из чего делается жидкая древесина

Разумеется, настоящее дерево не может быть жидким. Такое словосочетание обозначает древесно-полимерный композит (ДПК) – новый строительный материал, в состав которого входят следующие компоненты:

• измельченная древесная основа (опилки, стружка и прочее),
• связующая часть (полиэтилен, полипропилен и так далее),
• присадки (аддитивы).

Причем самого дерева в ДПК может содержаться до 80 процентов. Причем это не свежесрубленный материал, а отходы от производства пиломатериалов. То есть при производстве ДПК фактически не пострадало ни одно дерево.

Прочность изделий из жидкой древесины иногда превышает даже показатели клееного бруса. Ведь в качестве связки в процессе изготовления выступают термопластичные полимеры, спекающие частички опилок и стружки в монолитную массу.

Ну а самым интересным компонентом это сплава являются присадки-аддитивы. Именно они берегут древесную основу от грибка, плесени и влаги. Именно они окрашивают изделия в приятный "древесный" цвет. А еще аддитивы позволяют вспенить ДПК, в результате чего получается легкая, но прочная масса.

Для смешения всех компонентов производителям ДПК нужно лишь нагреть состав до разжижения и спровоцировать эффект совместной полимеризации. После чего горячая масса заливается в форму. А после остывания этой отливки, в процессе которого допускается принудительное охлаждение, мы получаем готовый продукт – древополимер.

Где можно использовать ДПК

У древополимера есть свойства природных и рукотворных материалов. Он выглядит и пахнет как дерево и не гниет, не реагирует на температурные колебания и не разрушается под действием ультрафиолета как пластик.

Полученные из древопластика изделия нашли свое применение и в строительстве, и в дизайне. Из ДПК делают прекрасную основу для пола. Досками из жидкого дерева можно настелить даже открытую террасу. И они не будут коробиться или трескаться от холода и гнить от дождей или снега. А еще из древополимера можно отлить заготовки или детали для предметов меблировки. И они будут держать нагрузку лучше древесно-стружечных плит.

Кроме того, из ДПК делают элементы внешнего и внутреннего декора. Аддитивы не влияют на экологичность, полиэтилен использует даже пищевая промышленность, а дерево – это самый благоприятный вариант для здоровья человека из всех строительных материалов. Поэтому отделка из ДПК будет более уместна, чем пластиковые панели или виниловые обои. Хотя подобный вариант потребует хорошей вентиляции отделанного древопластиком помещения.

Вдобавок этот материал плохо горит и хорошо переносит соседство с кирпичом или бетоном. Там, где дерево начинает тянуть влагу и гнить, ДПК лежит и делает свое дело в течение 40-50 лет. Именно поэтому древопластик является очень перспективным отделочным материалом для внешних работ.

Словом, у натурального дерева есть только одно неоспоримое преимущество перед жидким аналогом – низкая стоимость. Доски и изделия из ДПК стоят немного дороже материалов из натуральной древесины. Однако с учетом того, что пиломатериалы с аналогичной долговечностью и прочностью можно получить только из ценных пород дерева, разница в цене выглядит не столь ошеломляющей, как казалось бы.

Как сделать ДПК своими руками

1. 1. Взять древесные опилки. Причем сорт основы тут не важен – можно брать и сосновую и дубовую стружку.
2. 2. Засыпать измельченную древесину в кофемолку (желательно электрическую) и перемолоть ее на "муку".
3. 3. Подготовить емкость для перемешивания. Это может быть и таз, и ведро, и небольшая банка.
4. 4. Засыпать древесную "муку" в емкость и залить ее клеем ПВА. Причем, если вам нужна высокая прочность – используйте не канцелярские, а строительные составы или столярные клеи на их основе.
5. 5. Взбить массу с помощью миксера до однородной консистенции. При больших объемах это может быть строительный миксер.

Если состав получается слишком жидким – нужно добавить опилок. Если вы получили очень густую массу – долейте клея ПВА.

Правда по вышеприведенному рецепту у вас получится не полноценный древопластик, а его аналог. Но по структуре и базовым качествам самодельный материал практически не будет отличаться от фабричного. Его можно применять для заделывания отверстий, колов и прочих дефектов в настоящем ДПК, а также для отливки декоративных элементов, не несущих эксплуатационную нагрузку.

При заделке дефектов самопальным ДПК применяется следующая технология: на место повреждения наносят и заполняют скол или отверстие полученной массой, используя резиновый шпатель для затирки швов в кафеле. После застывания остатки массы зашлифовываются мелкозернистой наждачкой и окрашиваются под цвет поверхности.

Для заливки самодельного ДПК в форму используют жидкий состав, напоминающий по консистенции раствор бетона. Причем для выдавливания пузырьков из отливки заполненная форма проходит вибростенд. После чего ее оставляют в покое до полного высыхания. Мелкие дефекты на поверхности отливки можно заполнить клеем или зашлифовать.

Осмотрите доску или другое изделие из жидкой древесины. Если на ее поверхности есть светлые точечки, то перед вами продукт сомнительного качества, поскольку такой дефект сигнализирует о некачественном помоле и замесе древесной муки. Под открытым небом такой продукт долго не проживет. Точечки начнут чернеть, притягивая гниль и влагу, спустя несколько лет эксплуатации.

Обратите внимание на фактуру изделия. Для отделки часто предпочитают брать гладкую, практически полированную поверхность. Для напольного покрытия гладкие доски нельзя использовать ни в коем случае, они очень травмоопасны. Лучше всего взять шероховатый вариант, даже с нанесенным рифлением.

Если это возможно, узнайте состав древесной муки, используемой в производстве ДПК. Лучший вариант – отходы древесины лиственных пород. Такие материалы плохо горят. А вот смолянистые хвойные породы снизят пожарную безопасность вашего дома сразу на несколько пунктов.

Посмотрите на цвет изделия. Он должен быть равномерным. Пятна, светлые участки и прочие дефекты говорят о плохом замесе компонентов. Такая доска и выглядит плохо, и уступает в прочности даже обычной древесине, не говоря уже о качественном ДПК.

Узнайте, какие гарантийные обязательства предоставляются. Надежные производители дают гарантию на 20-25 лет. Если в спецификации к доске идет речь о 4-5 годах, то в составе такого древополимера есть явные просчеты. Постарайтесь отказаться от подобной покупки.

Если вы будете следовать этим советам, то приобретенные изделия из ДПК не разочаруют вас в течение 30-40 лет службы.

Материалы на основе нескольких компонентов, что обусловливает их эксплуатационные и технологичные характеристики. В основе композитов лежит матрица на основе металла, полимера или керамики. Дополнительное армирование выполняется наполнителями в виде волокон, нитевидных кристаллов и различных частиц.

За композитами - будущее?

Пластичность, прочность, широкая сфера применения - вот чем отличаются современные композитные материалы. Что это такое с точки зрения производства? Эти материалы состоят из металлической или неметаллической основы. Для усиления материала используются хлопья большей прочности. Среди можно выделить пластик, который армируется борными, углеродными, стеклянными волокнами, или алюминий, армированный стальными или бериллиевыми нитями. Если комбинировать содержание компонентов, можно получать композиты разной прочности, упругости, стойкости к абразивам.

Основные типы

Классификация композитов основана на их матрице, которая может быть металлической и неметаллической. Материалы с металлической матрицей на основе алюминия, магния, никеля и их сплавов обретают дополнительную прочность за счет волокнистых материалов или тугоплавких частиц, которые не растворяются в основном металле.

Композиты с неметаллической матрицей в основе имеют полимеры, углерод или керамику. Среди полимерных матриц наиболее популярны эпоксидная, полиамидная и фенолформальдегидная. Форма композиции придается за счет матрицы, которая выступает своеобразным связующим веществом. Для упрочнения материалов используются волокна, жгуты, нити, многослойные ткани.

Изготовление композитных материалов ведется на основе следующих технологических методов:

• пропитка армирующих волокон матричным материалом;
• формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы;
• холодное прессование компонентов с дальнейшим спеканием;
• электрохимическое нанесение покрытия на волокна и дальнейшее прессование;
• осаждение матрицы плазменным напылением и последующее обжатие.

Какой упрочнитель?

Во многих сферах промышленности нашли применение композитные материалы. Что это такое, мы уже сказали. Это материалы на основе нескольких компонентов, которые обязательно упрочняются специальными волокнами или кристаллами. От прочности и упругости волокон зависит и прочность самих композитов. В зависимости от вида упрочнителя все композиты можно поделить:

• на стекловолокниты;
• карбоволокниты с углеродными волокнами;
• бороволокниты;
• органоволокниты.

Упрочнительные материалы могут укладываться в две, три, четыре и больше нити, чем их больше, тем прочнее и надежнее в эксплуатации будут композиционные материалы.

Древесные композиты

Отдельно стоит упомянуть древесный композит. Он получается посредством сочетания сырья разного типа, при этом в качестве основного компонента выступает древесина. Каждый древесно-полимерный композит состоит из трех элементов:

• частиц измельченной древесины;
• термопластичного полимера (ПВХ, полиэтилена, полипропилена);
• комплекса химических добавок в виде модификаторов - их в составе материала до 5 %.

Самый популярный вид древесных композитов - это композитная доска. Ее уникальность в том, что она объединяет в себе свойства и древесины, и полимеров, что существенно расширяет сферу ее применения. Так, доска отличается плотностью (на ее показатель влияет базовая смола и плотность древесинных частичек), хорошим сопротивлением на изгиб. При этом материал экологичный, сохраняет текстуру, цвет и аромат натурального дерева. Использование композитных досок абсолютно безопасно. За счет полимерных добавок композитная доска обретает высокий уровень износостойкости и влагостойкости. Ее можно использовать для отделки террас, садовых дорожек, даже если на них приходится большая нагрузка.

Особенности производства

Древесные композиты имеют особенную структуру за счет сочетания в них полимерной основы с древесиной. Среди материалов подобного типа можно отметить древесно-стружечные, разной плотности, плиты из ориентированной щепы и древесно-полимерный композит. Производство композитных материалов данного типа ведется в несколько этапов:

1. Измельчается древесина. Для этого используются дробилки. После дробления древесину просеивают и делят на фракции. Если влажность сырья - выше 15 %, его обязательно высушивают.
2. Дозируются и смешиваются основные компоненты в определенных пропорциях.
3. Готовое изделие прессуется и форматируется для обретения товарного вида.

Основные характеристики

Мы описали самые популярные полимерные композитные материалы. Что это такое, теперь понятно. Благодаря слоистой структуре есть возможность армирования каждого слоя параллельными непрерывными волокнами. Стоит отдельно сказать о характеристиках современных композитов, которые отличаются:

• высоким значением временного сопротивления и предела выносливости;
• высоким уровнем упругости;
• прочностью, которая достигается армированием слоев;
• за счет жестких армирующих волокон композиты обладают высокой стойкостью к напряжениям на разрыв.

Композиты на основе металлов отличаются высокой прочностью и жаропрочностью, при этом они практически неэластичны. За счет структуры волокон уменьшается скорость распространения трещин, которые иногда появляются в матрице.

Полимерные материалы

Полимерные композиты представлены в многообразии вариантов, что открывает большие возможности по их использованию в разных сферах, начиная от стоматологии и заканчивая производством авиационной техники. Наполнение композитов на основе полимеров выполняется разными веществами.

Наиболее перспективными сферами использования можно считать строительство, нефтегазовую промышленность, производство автомобильного и железнодорожного транспорта. Именно на долю этих производств приходится порядка 60 % объема использования полимерных композиционных материалов.

Благодаря высокой устойчивости полимерных композитов к коррозии, ровной и плотной поверхности изделий, которые получаются методом формования, повышается надежность и долговечность эксплуатации конечного продукта.

Рассмотрим популярные виды

Стеклопластики

Для армирования этих композиционных материалов используются стеклянные волокна, сформованные из расплавленного неорганического стекла. Матрица основывается на термоактивных синтетических смолах и термопластичных полимерах, которые отличают высокая прочность, низкая теплопроводность, высокие электроизоляционные свойства. Изначально они использовались при производстве антенных обтекателей в виде куполообразных конструкций. В современном мире стеклопластики широко применяются в строительной сфере, судостроении, производстве бытового инвентаря и спортивных предметов, радиоэлектронике.

В большинстве случаев стеклопластики производятся на основе напыления. Особенно эффективен этот метод при мелко- и среднесерийном производстве, например корпусов катеров, лодок, кабин для автомобильного транспорта, железнодорожных вагонов. Технология напыления удобна экономичностью, так как не требуется раскраиваться стекломатериал.

Углепластики

Свойства композитных материалов на основе полимеров дают возможность использовать их в самых разных сферах. В них в качестве наполнителя используются углеродные волокна, получаемые из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, пеков. Волокно обрабатывается термически в несколько этапов. По сравнению со стеклопластиками углепластики отличаются более низкой плотностью и более высоким при легкости и прочности материала. Благодаря уникальным эксплуатационным свойствам углепластики находят применение в машино- и ракетостроении, производстве космической и медицинской техники, велосипедов и спортивных принадлежностей.

Боропластики

Это многокомпонентные материалы, в основе которых лежат борные волокна, введенные в термореактивную полимерную матрицу. Сами волокна представлены мононитями, жгутами, которые оплетаются вспомогательной стеклянной нитью. Большая твердость нитей обеспечивает прочность и стойкость материала к агрессивным факторам, но при этом боропластики отличаются хрупкостью, что осложняет обработку. Борные волокна стоят дорого, поэтому сфера применения боропластиков ограничена в основном авиационной и космической промышленностью.

Органопластики

В этих композитах в качестве наполнителей выступают в основном синтетические волокна - жгуты, нити, ткани, бумага. Среди особенных свойств этих полимеров можно отметить низкую плотность, легкость по сравнению со стекло- и углепластиками, высокую прочность при растяжении и высокое сопротивление ударам и динамическим нагрузкам. Этот композиционный материал широко используется в таких сферах, как машино-, судо-, автостроение, при производстве космической техники, химическом машиностроении.

В чем эффективность?

Композитные материалы за счет уникального состава могут использоваться в самых разных сферах:

• в авиации при производстве деталей самолетов и двигателей;
• космической технике для производства силовых конструкций аппаратов, которые подвергаются нагреванию;
• автомобилестроении для создания облегченных кузовов, рам, панелей, бамперов;
• горной промышленности при производстве бурового инструмента;
• гражданском строительстве для создания пролетов мостов, элементов сборных конструкций на высотных сооружениях.

Использование композитов позволяет увеличить мощность двигателей, энергетических установок, уменьшая при этом массу машин и оборудования.

Какие перспективы?

По мнению представителей сферы промышленности России, композиционный материал относится к материалам нового поколения. Планируется, что к 2020 году вырастут объемы внутреннего производства продукции композитной отрасли. Уже сейчас на территории страны реализуются пилотные проекты, направленные на разработку композитных материалов нового поколения.

Применение композитов целесообразно в самых разных сферах, но наиболее эффективно оно в отраслях, связанных с высокими технологиями. Например, сегодня ни один летательный аппарат не создается без использования композитов, а в некоторых из них используется порядка 60 % полимерных композитов.

Благодаря возможности совмещения различных армирующих элементов и матриц можно получить композицию с определенным набором характеристик. А это, в свою очередь, дает возможность применять эти материалы в самых разных сферах.