摘要：木材在室内设计中是最常用的材料，但其容易吸水导致变色或发霉，无法使用于浴室。科学家开发出了一种具有抗潮湿、低可燃性的木材-聚合物复合材料家具。

 

阻燃（上）和无阻燃WPC（木材-聚合物复合材料，Wood-polymer composite）

图片来源：© Fraunhofer WKI

木材在室内设计中是最常用的材料，但其容易吸水导致变色或发霉，无法使用于浴室。Fraunhofer科学家及其合作者开发出了一种可用于家具的具有抗潮湿、低可燃性的木材-聚合物复合材料。

节能型木材-聚合物复合材料（wood-polymer composites，WPCs）是花园家具和其他室外应用材料的最新趋势，特别是阳台装饰以及护墙板、栅栏板。欧盟资助的LIMOWOOD项目的组成部分，不伦瑞克（Braunschweig）Wilhelm-Klauditz-Institut WKI 下辖的Fraunhofer木材研究所的研究人员与比利时、西班牙、法国和德国的企业合作开发适用于室内家具制造的可压制成型WPC板材料。

这些板材由月60%的木材和40%的热塑性材料（通常为聚丙烯或聚乙烯）组成。木材和塑料都可循环使用。WPC板中的木材可用其他木质材料替换，比如大麻或棉花纤维、或者稻壳、葵花籽等。所有这些材料都100%可回收。另外，WKI研究人员压制而成的WPC板不产生甲醛。“传统的压制木制品过程中使用粘合剂导致排放甲醛。但在这种情况下，这并不是问题。”WKI研究科学家Arne Schirp博士如是说。

试验证明WPC板可燃性低（Tests demonstrate low flammability of WPC boards）

通过选择合适的添加剂，可以提高WPC板的阻燃性能。研究人员最初设计了一套实验室规模方案，即在木材-聚合物混合物熔融过程中添加市售的无卤阻燃剂。第一步测定氧指数（limiting oxygen index）：该参数定义了塑料或木质填充塑料复合物暴露于火焰中的行为，表示材料着火后继续燃烧的最低氧浓度。该数值越高，材料的可燃性越差。Schirp及其同事发现，在红磷和膨胀石墨阻燃剂同时使用的效果最佳。这种情况下，WPC板的氧指数高达38%，添加木材颗粒仍然是阻燃的。相比之下，标准实木板的氧指数为27%，未处理的WPC板的氧指数为19%。即使是采用本生灯（Bunsen burner）对测试样品进行单一的火源测试，处理过后的WPC板也表现出高阻燃性能。暴露300秒以后，这种板材仍然不会着火。相反的，参照样品（标准实木板和未处理的WPC板）已经着火且继续燃烧。

这种新型WPC材料另一个特点是吸水极少，非常适合于浴室和厨房。即使在沸水中浸泡5个小时，这种材料仍然完好无缺，而测试过程中传统实木板早已完全破坏。该WPC唯一的应用缺陷是其承受高静压能力较差。即使这样，通过组合合适材料有可能提高其抗弯曲强度，甚至远高于传统实木板。

可通过多种方式生产木材-聚合物复合材料。最常用的工艺是注射成型和挤出成型，其中木质纤维、热塑性材料、添加剂等不同成分在高温高压下熔融，并在连续模具中成型。Arne Schirp将重点放在压制成型技术上，这是家具结构板材生产的最佳方式。“最终获得的板材具有与全木产品一样的视觉感染力，可粘接或拧在一起形成家具。适用于所有的装饰性、非承重构件。”而且WPC还有许多其他应用，包括建筑外部护墙板、贸易展位、房屋及船只内部配件等。LIMOWOOD项目合作伙伴的目标标准高低端家具市场的空白，其范围介于昂贵但不够生态无害的材料和廉价纤维板之间，目前这些产品主要使用甲醛基粘合剂。5月5-8日科隆木工及室内装饰展览会（Interzum trade show in Cologne）上，WKI研究人员将展示其阻燃WPC板原型。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜     校正：摩天轮