برای تبدیل منابع كم ارزش می توان الیاف چوب را با رزین های ترمو پلاستیک تركیب كرده كه حاصل كامپوزیت چوب پلاستیک (WPC) نام دارد. محققان مشغول بهینه كردن كارآیی مواد كامپوزیت ، وارسی اثرات فرآیند ها و بهبود كارآیی مهندسی و مقاومت آن هستند. رزینهای ترمو پلاستیک از جمله پروپیلن ، پلی اتیلن ، پلی استایرن و... هنگام گرم شدن نرم و هنگام خنک شدن سخت می شوند. این خاصیت به مواد دیگری هم چون چوب اجازه می دهد كه با آن ها مخلوط شوند و محصولات كامپوزیتی را حاصل كنند. چوب پلاستیک های (WPCs) حاصل به راحتی قابل شكل دهی و بازیافت هستند. چوب پلاستیک ها معمولآ 30 تا 60 درصد پر كننده ی چوب یا تقویت كننده دارند. پودر چوب از تراش چوب در فرآیندهای صنعتی نظیر تراش تهیه می شود. با این كه فرآوری الیاف چوب نسبت به پودر چوب سخت تر است اما الیاف چوب می تواند به كامپوزیت های با خواص بالاتری منتهی شوند و بیشتر به عنوان تقویت كننده عمل می كنند تا پر كننده.

الیاف چوب از هر دو منبع بازیافتی و استفاده نشده در دسترس هستند. منابع بازیافتی شامل تخته ها ، الوار خراب و روزنامه های قدیمی هستند. چوب حاصل از درختان با قطر كم بهتر می توانند در این دسته مورد استفاده قرار گیرد. افزودنی هایی نیز معمولآ در ساخت (WPC) ها مورد استفاده قرار می گیرند. افزودنی ها موادی هستند كه به مقادیر كم و برای بالا بردن خواص مختلف به كار می روند. برای مثال مواد نرم كننده خواص ظاهری سطحی را بهبود می بخشند ، ماده فیت كننده و چسبان ، چسبندگی بین چوب و پلاستیک را افزایش می دهند. دیگر افزودنی ها شامل رنگ دانه ، تثبیت كننده ها ، عوامل حباب زا و رزین های ترموپلاستیک می باشند.

روند تهیه و ساخت چوب پلاستیک ها (WPC):

گردش مواد در ابتدا با مواد خام اولیه آغاز شده و به مخلوطی از مواد كه توسط دستگاه ها و تجهیزاتی مثل اكسترودر تهیه می شوند ، منتهی می گردد. فرآوری مواد در طی ساخت چوب پلاستیک ها شامل ورود مواد خام ، تبدیل آن ها به مواد خام كوچک تر و مناسب برای فرآیند ، خشک كردن ، ذخیره سازی و... می باشد.

خشک كردن چوب ها:

رطوبت موجود در چوب ها ، تاثیر چشم گیری در اجرای فرآیند و كیفیت محصول نهایی دارد و به هرحال برای خروج آب گاهی اوقات احتیاج به تجهیزات اضافی خواهد بود. برخی از روش های خشک كردن عبارتند از:

- پیش گرم كننده ها (Preheaters)
- مخلوط كننده ها با شدت و توان بالا
- خشک كردن با هوای گرم (Net Air Dryers)
- كوره چرخان (Rotary Furnace)

فرآیندهایی كه پس از خشک كردن و آماده سازی چوب برای تبدیل آن به چوب پلاستیک صورت می گیرند عبارتند از:

تركیب مواد اولیه ، اكستروژن ، قالب گیری تزریقی و كش رانی.

نكته مهم آن جا است كه فرآیندی خاص كه برای تولید محصولی مشخص مورد نیاز باشد ، مد نظر نیست. بسیاری از شركت ها در دنیا به دلایل مختلف اقدام به خرید چوب پلاستیک ها به صورت دانه می كنند. در مقابل شركت های دیگری نیز همواره در پی بهبود و كم هزینه تر كردن ساخت (WPC) از مواد خام اولیه هستند. هر یک از مراحل پردازش فوق در زیر به تفصیل شرح داده شده است.

تركیب مواد:

تركیب مواد ، نخستین مرحله از مراحل ساخت صنعتی (WPC) است. در این مرحله الیاف چوب ها و مواد افزودنی در پلیمر مذاب محبوس می شوند تا یک مخلوط همگن تولید كنند. روش های متعددی برای تركیب مواد وجود دارد. می توان از سیستم های نیمه پیوسته یا پیوسته استفاده كرد. مزیت سیستم های نیمه پیوسته آن است كه پارامتر های سیستم از جمله دما ، تنش و... راحت تر كنترل می شوند. معمولا یک اكسترودر برای تركیب مواد استفاده می شود. مواد خام اولیه می توانند. به صورت پیوسته وارد اكسترودر شوند یا این كه الیاف چوب به پلاستیک مذاب اضافه گردند. به منظور خروج رطوبت از مخلوط ، بخشی از اكسترودر تحت خلا قرار می گیرد.

مواد مخلوط شده می توانند به طور مستقیم به محصول نهایی تبدیل شوند یا این كه به دانه های ریزی تبدیل شده و بعدآ مورد استفاده قرار بگیرند. یک خط تولید محصولات بصورت دانه ای ظرفیت تولیدی معادل 4500-9000 كیلوگرم در ساعت را دارد. دانه های چوب پلاستیک می توانند با میزان معینی از الیاف با توجه به كاربرد مورد نظرشان تولید شوند ، همان طور كه پیشتر ذكر شد بسیاری از شركت ها اقدام به به خرید دانه های چوب پلاستیک می كنند. مزیت اصلی این كار این است كه هزینه خرید ، بسیار كمتر از خرید دستگاه ها و تجهیزات اولیه تولید چوب پلاستیک ها از مواد خام اولیه هستند.

اكستروژن:

فرآیند اكستروژن در خط تولید چوب پلاستیک ها ، خود دارای مراحل زیر است:

- آماده سازی مواد خام
- تركیب مواد
- اكسترود كردن
- خنک سازی
- پایان

به منظور ساخت چوب پلاستیک ها به اكستروژن به منظور ذوب مواد اولیه و مخلوط كردن آن ها با الیاف چوب نیاز است. پس از این مرحله اكسترود در مخلوط مذاب را از درون صاف كننده به بیرون هدایت می كنند. فرآیند اكستروژن باید به تولید مخلوطی كاملا یكنواخت منتهی گردد و درضمن نباید به الیاف چوب صدمه ای وارد كند. اشكال مختلفی از اكستروژن وجود دارد كه برای ساخت چوب پلاستیک ها استفاده می شوند كه در ادامه مورد بررسی قرار می گیرند:

اكسترودرهای تک پیچ (تک مارپیچی):

به طور خلاصه می توان از مزایا و معایب این نوع اكسترودرها موارد زیر را ذكر نمود:

مزایا:

- تكنولوژی پیشرفته
- هزینه كم تجهیزات

معایب:
- ضعف در اختلاط
- قیمت بالای مواد خام
- سرعت پایین خروجی
- احتیاج به سرعت خشک كن
- ذوب پلیمر همراه با الیاف ، خطر آسیب الیاف را در پی دارد.

اكسترودرهای دو مارپیچه مختلف الجهت:

زمانی كه حجم تولیدی زیاد مد نظر باشد ، از این نوع اكسترودرها استفاده می شود. عیب این اكسترودرها این است كه تنش بالای ایجاد شده ، كنترل سیستم را نسبت به سیستم های مارپیچی همسو ، مشكل تر می كند.

اكسترودرهای دو مارپیچی:

این روش برای تولید محصول نهایی چوب پلاستیک ها كاربرد دارد و قادر است فشار بالای مورد نیاز برای اكستروژن را فراهم سازد. از این رو برای ساخت پروفیل های PVC پنجره نیز از آن استفاده می شود.

مزایا و معایب این سیستم را نیز می توان در موارد زیر گنجاند:

مزایا:

- تكنولوژِی پیوسته
- تنش پایین

معایب:

- لزوم وجود سیستم خشک كننده
- حمل و نقل مواد
- ذوب پلیمر همراه با چوب خطر آسیب به الیاف را بالا می برد.
- لزوم مخلوط كردن
- هزینه بالای عملیاتی

اكسترودرهای مخروطی شكل:

بنابر نظر بسیاری از محققان این نوع اكسترودرها ، طبق دلایل زیر بهترین طرح برای اكسترودر WPC ها هستند:

- كم بودن سطح مورد نیاز برای یك محدوده ی خروجی معین

- چرخ دنده های قوی و یاتاقان های بزرگ ، اكسترودرهای مخروطی شكل را به وسایل مناسب در فشار بالا تبدیل كرده است.

- محدوده فعالیتی بالای این نوع اكسترودرها سبب شده است كه بتوانند به راحتی از عهده تولید خروجی های متنوع مورد نیاز با وجود پراكندگی در مواد اولیه ورودی برآیند.

- قطر بزرگ مارپیچ در قسمت ورودی خوراک و افزایش فشار در راستای مارپیچ اكسترودرهای مخروطی شكل را برای مواد با دانسیته ظاهری پایین مثل چوب ، بسیار مناسب كرده است.

نكات مهم در مورد این سیستم را می توان در مواد زیر خلاصه كرد:

مزایا:

- توانایی پردازش چوب ها با درصد رطوبت بالا (بالای 8%)
- اختلاط خوب پلیمر و الیاف چوب
- كاهش هزینه خشک كردن و عمیات اختلاط

معایب:

- احتیاج به سیستم های جانبی زیاد كه هزینه های بسیاری را شامل می شود.
- سرعت بالای مارپیچ
- ذوب پلیمر همراه با الیاف