compuesto de madera y plástico

Los compuestos de madera y plástico (WPC, por sus siglas en inglés) son materiales compuestos hechos de fibra o harina de madera y termoplásticos como polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC) o ácido poliláctico (PLA).

Además de fibra de madera y plástico, los compuestos de madera y plástico (WPC) también pueden contener otros materiales de relleno lignocelulósicos o inorgánicos. Los WPC son un subconjunto de una categoría más amplia de materiales denominados compuestos plásticos de fibra natural (NFPC), que pueden no contener rellenos de fibra a base de celulosa , como fibras de pulpa, cáscaras de cacahuete , cáscara de café, bambú , paja , digestato , etc.

Los aditivos químicos permiten la integración del polímero y la harina (o polvo) de madera, al tiempo que facilitan unas condiciones de procesamiento óptimas.

La empresa que inventó y patentó el proceso para crear WPC fue Covema de Milán en 1960, fundada por los hermanos Terragni ( Dino y Marco ). Covema fabricaba WPC bajo la marca comercial Plastic-Wood. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Pocos años después de la invención de Plastic-Wood, la empresa Icma San Giorgio patentó el primer proceso para añadir fibra o harina de madera a los termoplásticos (WPC). ^{[ 3 ]}

También conocidos a veces como madera compuesta, los WPC son materiales relativamente nuevos en comparación con la larga historia de la madera natural como material de construcción. El uso más extendido de los WPC en Norteamérica es en pisos de terrazas exteriores , pero también se utilizan para barandillas, cercas, traviesas de madera para paisajismo, revestimientos y fachadas, bancos de parques , molduras y remates , casas prefabricadas bajo la marca comercial Woodpecker WPC, ^{[ 4 ]} marcos de ventanas y puertas , y muebles de interior . ^{[ 5 ]} Los WPC se introdujeron por primera vez en el mercado de terrazas a principios de la década de 1990. Los fabricantes ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] afirman que el} WPC es más respetuoso con el medio ambiente y requiere menos mantenimiento que las alternativas de madera maciza tratada con conservantes o madera maciza de especies resistentes a la putrefacción. Estos materiales se pueden moldear con o sin detalles de vetas de madera simuladas. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Los WPC se producen mediante la mezcla minuciosa de partículas de madera molida y resina termoplástica calentada . El método de producción más común es la extrusión del material para darle la forma deseada, aunque también se utiliza el moldeo por inyección . Los WPC pueden fabricarse a partir de termoplásticos vírgenes o reciclados, como polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad ( LDPE ), cloruro de polivinilo ( PVC), polipropileno (PP), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliestireno (PS) y ácido poliláctico (PLA) . Los WPC a base de PE son, con diferencia, los más comunes. Aditivos como colorantes , agentes de acoplamiento , estabilizadores UV , agentes espumantes y lubricantes ayudan a adaptar el producto final al área de aplicación prevista. Los WPC extruidos se conforman en perfiles sólidos y huecos. También se produce una gran variedad de piezas moldeadas por inyección, desde paneles de puertas de automóviles hasta fundas para teléfonos móviles.

En algunas plantas de fabricación, los componentes se combinan y procesan en una extrusora de peletización, que produce gránulos del nuevo material. Posteriormente, los gránulos se vuelven a fundir y se les da la forma final. Otros fabricantes completan la pieza terminada en un solo paso de mezcla y extrusión. ^{[ 13 ]}

Debido a la adición de material orgánico, los WPC se procesan generalmente a temperaturas mucho más bajas que los plásticos tradicionales durante la extrusión y el moldeo por inyección. Los WPC tienden a procesarse a temperaturas aproximadamente 28 °C (50 °F) más bajas que el mismo material sin relleno, por ejemplo. La mayoría comenzará a quemarse a temperaturas alrededor de 204 °C (400 °F) . ^{[ 14 ]} Procesar los WPC a temperaturas excesivamente altas aumenta el riesgo de cizallamiento, o quemaduras y decoloración resultantes de empujar un material demasiado caliente a través de una compuerta demasiado pequeña, durante el moldeo por inyección. La proporción de madera a plástico en el compuesto determinará en última instancia el índice de fluidez en estado fundido (MFI) del WPC, y mayores cantidades de madera generalmente conducen a un MFI más bajo.    

Los WPC no se corroen y son altamente resistentes a la putrefacción, la descomposición y el ataque de perforadores marinos , aunque absorben agua en las fibras de madera incrustadas en el material. ^{[ 15 ]} La absorción de agua es más pronunciada en los WFC con una matriz hidrofílica como el PLA y también conduce a una disminución de la rigidez y resistencia mecánica. ^{[ 16 ]} El rendimiento mecánico en un ambiente húmedo puede mejorarse mediante un tratamiento de acetilación . ^{[ 17 ]} Los WPC tienen buena trabajabilidad y pueden moldearse utilizando herramientas convencionales de carpintería. Los WPC a menudo se consideran un material sostenible porque pueden fabricarse utilizando plásticos reciclados y los productos de desecho de la industria maderera . Aunque estos materiales continúan la vida útil de los materiales usados ​​y desechados, tienen su propia vida media considerable; los polímeros y adhesivos añadidos hacen que el WPC sea difícil de reciclar nuevamente después de su uso. ^{[ 18 ]} Sin embargo, pueden reciclarse fácilmente en un nuevo WPC, de manera similar al hormigón. Una ventaja sobre la madera es la capacidad del material de ser moldeado para adoptar casi cualquier forma deseada. Un miembro de WPC se puede doblar y fijar para formar curvas arqueadas resistentes. Otra gran ventaja de estos materiales es que no necesitan pintura. Se fabrican en una variedad de colores, pero están ampliamente disponibles en grises y tonos tierra. A pesar de tener hasta un 70 por ciento de contenido de celulosa (aunque 50/50 es más común), el comportamiento mecánico de los WPC es más similar al de los polímeros puros. Los polímeros puros se polimerizan sin disolventes añadidos. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Esto significa que los WPC tienen menor resistencia y rigidez que la madera, y experimentan un comportamiento dependiente del tiempo y la temperatura. ^{[ 21 ]} Las partículas de madera son susceptibles al ataque de hongos, aunque no tanto como la madera maciza, y el componente polimérico es vulnerable a la degradación por rayos UV. ^{[ 22 ]} Es posible que la resistencia y la rigidez se reduzcan por los ciclos de congelación-descongelación, aunque todavía se están realizando pruebas en esta área. Algunas formulaciones de WPC son sensibles a las manchas de diversos agentes.

Los paneles de WPC muestran un buen conjunto de rendimiento, pero las láminas compuestas monolíticas son relativamente pesadas (generalmente más pesadas que los plásticos puros), lo que limita su uso a aplicaciones donde el bajo peso no es esencial. El WPC en forma de compuesto con estructura sándwich permite combinar los beneficios de los compuestos de madera y polímero tradicionales con la ligereza de la tecnología de paneles sándwich. Los paneles sándwich de WPC constan de láminas de compuesto de madera y polímero y, por lo general, un núcleo de polímero de baja densidad, lo que produce un aumento muy efectivo de la rigidez del panel. Los paneles sándwich de WPC se utilizan principalmente en aplicaciones automotrices, de transporte y de construcción, pero también se están desarrollando aplicaciones para muebles. ^{[ 23 ]} Los nuevos procesos de producción integrados, eficientes y a menudo en línea, permiten producir paneles sándwich de WPC más resistentes y rígidos a un menor costo en comparación con las láminas de plástico tradicionales o los paneles monolíticos de WPC. ^{[ 24 ]}

• Madera compuesta
• Madera laminada encolada
• Panel laminado
• Compuesto plástico (desambiguación)
• Madera plástica
• Durmiente
• Revestimiento de madera transparente