木材プラスチック複合材料（WPC）は、環境に優しく、様々な用途に適応する材料として、多くの関心を集めている。WPCの性能を向上させるために、製造工程では添加剤が使用される。WPCの機械的、物理的、化学的性能は、これらの添加物によって大幅に向上する。

活性化剤

カップリング剤 は、木材繊維とポリマーマトリックス間の界面接着を強化する明確な目的でWPCに添加される物質である。これらの物質は官能基を持ち、ポリマーと木材と相互作用して界面に強固な結合を作る。親水性木質繊維と疎水性ポリマーとの相溶性を向上させるため、WPCにはシラン系カップリング剤が頻繁に使用されている。その結果、引張強度や曲げ弾性率などの機械的特性が向上する。

サンブロッカー

紫外線安定剤は、紫外線暴露による劣化からWPCを保護する添加剤である。これらの添加剤は、紫外線を吸収し、吸収したエネルギーを熱として放散することにより、ポリマーマトリックスと木材繊維の劣化を阻止します。UV安定剤は、WPCの物理的完全性、色安定性、一般的性能を維持するため、日光にさらされ続けることが避けられない屋外用途で特に有用です。

プロセス助剤および潤滑剤

摩擦を低減し、溶融ポリマーの流動特性を向上させることで、滑剤と加工助剤はWPCの製造を簡素化する添加剤です。溶融破壊を回避し、最終製品の表面仕上げを向上させることで、潤滑剤は押出成形時のWPCの加工性を改善します。内部潤滑剤や外部潤滑剤のような加工助剤は、ポリマー溶融物の粘度を下げ、木質繊維の分散を促進し、WPCの全体的な均質性を向上させます。

防炎剤

WPCの耐火性を高め、発火や延焼のリスクを下げるために、難燃剤が添加される。熱や炎にさらされると、これらの添加剤は燃焼プロセスを制限したり、複合材の表面に保護層を形成したり、あるいは炎を抑制するガスを放出したりします。WPCは難燃剤のおかげでより安全であり、耐火性が重要な用途に適しています。

抗酸化物質

酸化防止剤は、熱、酸素暴露、その他の環境原因によって引き起こされる酸化劣化からWPCを保護する添加剤です。これらの添加剤は、ポリマーの分解につながる連鎖反応を防ぎ、フリーラジカルを消去してWPCの耐用年数を延ばします。特に屋外や高温の用途では、酸化防止剤はWPCの機械的強度、寸法安定性、色合いをサポートします。

殺生物剤

殺生物剤は、木材繊維を劣化させる可能性のある昆虫やカビの侵入を阻止するためにWPCに使用される化学物質である。真菌、カビ、昆虫の繁殖を防ぐこれらの化学物質によって、WPCの完全性と寿命が維持されます。屋外デッキやガーデン家具など、湿度が高く生物学的劣化の可能性がある用途では、殺生物剤はWPCを長持ちさせるのに役立ちます。

インパクトの修正要素

衝撃改良剤は、WPCの靭性と耐衝撃性を高める添加剤です。衝撃を受けた際に複合材料がエネルギーを吸収・分散する能力を高めることで、破壊や破損の可能性を低下させます。WPCは、機械的応力に対する耐久性と弾力性を高める衝撃改良剤のおかげで、建築材料や自動車部品など、高い耐衝撃性を必要とする用途に適しています。

可塑剤

可塑剤はポリマーマトリックスのガラス転移温度を下げ、WPCの柔軟性と加工性を高める添加剤である。これらの添加剤は、破断伸びを高め、剛性を下げることで、WPCの製造、成形、施工を容易にします。特に温度変化や動的荷重に敏感な用途では、可塑剤はWPCの寸法安定性と反りやひび割れに対する耐性をサポートします。

顔料と着色料

着色剤と顔料は、WPCに美しい外観を与え、改質するために使用される添加物です。これらの添加物は、所望の色や視覚効果を生成するために製造工程全体を通して適用することができ、染料、顔料、およびカラー濃縮物が含まれます。着色剤と顔料は、WPCの視覚的魅力、紫外線安定性、色保持力を向上させることで、WPCをより魅力的なものにし、さまざまなデザイン用途に使用できるようにします。

木材プラスチック複合材（WPC）の性能は、添加剤によって大きく向上する。紫外線安定剤は紫外線によるダメージを防ぎ、カップリング剤は界面接着性を向上させる。加工性は潤滑剤や加工助剤によって改善され、難燃性は難燃剤によって向上する。酸化防止剤と殺生物剤は酸化、菌類、昆虫による劣化を防ぐ。可塑剤は柔軟性を促進し、衝撃改良剤は耐衝撃性を高める。顔料と着色剤は美的魅力を向上させる。メーカーは、これらの添加剤を注意深く選択・添加することで、特定の用途のニーズを満たすようにWPCの特性を精密に調整し、堅牢で持続可能、かつ美観に優れた複合材料を製造することができる。WPCにおける添加剤の使用法は、絶え間ない研究開発の結果、現在も変化し続けており、その結果、性能が向上し、適用できる産業の幅が広がっている。