Biztos találkoztál már műanyag-fa kompozittal, de lehet, hogy nem ismerted fel. Fahulladékból és műanyagból készítik, és igen széles körben használják, többnyire a drága fa alternatívája kerti burkolatok vagy bútorok esetében.
A műanyag-fa kompozit (WPC – Wood Plastic Composite) olyan anyag, amelynek egyik alkotóeleme újrahasznosított fareszelékből, fűrészporból vagy egyéb fahulladékból készül, amelyek a fa feldolgozásának különböző lépéseiben keletkeznek. A kompozit másik alkotóelemét különféle műanyagok alkotják, mint például a PVC vagy a PET. A mindennapi életben legtöbbször burkolatként találkozhatunk vele például teraszokon, korlátokon és kerítéseken. De mégis milyen mértékben környezetbarát, illetve fenntartható ez a fajta kompozit? Mik az ily módon előállított anyagok fő tulajdonságai?
Mi is az a kompozit?
Kompoziton a két vagy több különböző anyag kombinálásával létrehozott új anyagot értjük. A kompozitok fizikai tulajdonságaikban (pl. szilárdság, ellenálló képesség) különböznek az eredeti anyagoktól. Ilyenek lehetnek a különböző fémötvözetek, mint például a sárgaréz (réz és cink ötvözete) vagy az amalgám (higany ötvözete bármilyen fémmel), amelyet régebben lyukas fogak tömésére is használtak. Ma már értelemszerűen mellőzik a higany káros tulajdonságai miatt.
Milyen előnyökkel jár a WPC használata?
A fa-műanyag kompozit elsősorban könnyű kezelhetősége miatt terjedt el. A WPC ugyanis nem igényel különösképpen nagy odafigyelést, nem kell rendszeresen tisztítani, az időjárás viszontagságainak is egészen sokáig ellenáll.
A fa-műanyag kompozitok alkotóelemei
Fahulladék
A fa-műanyag kompozit közel 60%-ban fahulladék, amely faforgács vagy fűrészpor, a fafeldolgozó üzemek által felhalmozott hulladék. Egyes esetekben azonban frissen feldolgozott kisebb falemezeket is alkalmaznak nagyobb WPC-darabok előállítására. Nyilvánvalóan legkevésbé a fahulladék-felhasználással terhelik a környezetet, mivel ez az erdőirtáshoz nem tesz hozzá, csak az egyéb célra már feldolgozott fák hulladékait hasznosítják. Általában juhar-, illetve tölgyfa hulladékából készítik a kompozitot, de alternatívaként alkalmaznak bambuszt, rizsszalmát (a rizstermesztés egyik melléktermékét), illetve cukornádat is a kompozitok előállításához.
A műanyagok szerepe a kompozitban
A fa-műanyag kompozitokhoz legtöbbször termoműanyagokat alkalmaznak. Termoműanyagoknak nevezzük a hő hatására lágyuló, olvadó műanyagokat, amelyeket így egy bizonyos hőmérsékleten lágy állapotban könnyebben meg lehet formázni (ez a „termoformázás”).
Ilyenek lehetnek például egyes polietilén (PE), polivinil-klorid (PVC) vagy polipropilén (PP) alapú műanyagok [1]. A kompozithoz felhasznált termoműanyagok fontos kritériuma, hogy 250 °C alatt formázhatók legyenek, mivel a gyártás során ennél magasabb hőmérséklet esetében a fából készült alkotóelemek gyors hőbomlást szenvednének [2]. Bár még ma is sokszor frissen előállított műanyagokat használnak fel a WPC előállításához, ezeket már egyre inkább felváltják az újrahasznosított, illetve a lebomló műanyagok, ezzel csökkentve a környezet terhelését. Míg a PET-ből, PE-ből készült palackokat, műanyagokat mi magunk is tudjuk szelektíven gyűjteni háztartásunkban, addig sajnos a PVC-alapú műanyagok szelektíven nem gyűjthetők. Ugyanakkor egyes fa-műanyag kompozit előállítására szakosodott cégek szívesen beveszik és újrahasznosítják a polivinil-klorid alapú műanyagokat. Ezenfelül sokszor alkalmazhatnak biodegradábilis műanyagokat. Ilyenek például a politejsav (PLA) alapú műanyagok. Ezek legfontosabb tulajdonsága az, hogy megfelelő körülmények között sokkal gyorsabban bomlanak le, mint szintetikus alapú társaik.
Hozzáadott anyagok a WPC előállítása során
A kompozit maradék 10%-át a különféle ragasztók, festékek, stabilizátorok adják. Ezek az egyes alkotóelemek megfelelő illeszkedését, kötését biztosítják. A felhasznált adalékanyagokat két csoportra lehet osztani: a nem megújuló forrásból származó, illetve a megújuló forrásból származó anyagokra. Egyes szintetikus anyagok az előbbi tábort erősítik, ezek nemritkán mérgezőek is lehetnek. Például sok, gyártás során felhasznált ragasztóanyag tartalmazhat formaldehidet, amelynek gázai veszélyt jelenthetnek egészségünkre. A felszabadult gázok mennyisége azonban a megkötés és a kezelés folyamata során jelentősen lecsökken, így a végtermék esetében nem kell aggódni a mérgező gázok jelenlététől. De nem csak a potenciálisan megjelenő mérgező gázok jelentenek gondot, mivel a szintetikus kötőanyagok csak nagyon sok idő alatt bomlanak le, ezzel is szennyezve a környezetet. Erre nyújthatnak megoldást a megújuló forrásból származó ragasztóanyagok, stabilizátorok, ezek azonban még nem terjedtek el a kompozit gyártásában [3].
Energiafelhasználás
Mivel a WPC előállítása során mind a műanyag előállításához, illetve újrahasznosításához és a kompozit létrehozásához nagy mennyiségű elektromos energia szükséges, így semmiképp sem nevezhető fenntarthatónak. Továbbá sok berendezés működtetéséhez különféle energiaforrásokra is szükség van. Az egyetlen megoldást itt is a megújuló energiaforrások felhasználása jelentheti.
Összegzés
Habár a környezeti hatás szempontjából egyelőre kevésbé kedvezőek, mint fából készült vetélytársaik, összességében elmondható, hogy a műanyag-fa kompozitok remek alternatívák lehetnek a különböző műanyagból készült burkolatok helyett, amennyiben újrahasznosított alapanyagokból állítják elő őket. Fontos továbbá megemlíteni, hogy amellett, hogy szinte egészében elő lehet állítani újrahasznosított anyagokból, magát a WPC-t is viszonylag könnyedén újra lehet hasznosítani, így válhat tényleg fontos építőipari alapanyaggá a jövőben.
[1] M. Biron, 3 – Thermoplastics: Economic Overview, in: M.B.T.-M.S. for T.P. Biron (Ed.), William Andrew Publishing, Oxford, 2016: pp. 77–111. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/B978-0-7020-6284-1.00003-9. [2] M.P. Wolcott, Wood–Plastic Composites, in: K.H.J. Buschow, R.W. Cahn, M.C. Flemings, B. Ilschner, E.J. Kramer, S. Mahajan, P.B.T.-E. of M.S. and T. Veyssière (Eds.), Elsevier, Oxford, 2001: pp. 9759–9763. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/B0-08-043152-6/01772-1. [3] P.F. Sommerhuber, J.L. Wenker, S. Rüter, A. Krause, Life cycle assessment of wood-plastic composites: Analysing alternative materials and identifying an environmental sound end-of-life option, Resour. Conserv. Recycl. 117. 2017: pp. 235–248. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.10.012.forrás: Bircher Márton, greendex
