Trong những thập niên gần đây, chúng ta trở nên quan tâm tới vấn đề môi trường kéo theo nhiệm vụ tìm kiếm những vật liệu thay thế cho gỗ tự nhiên truyền thống. Trước yêu cầu này, gỗ nhựa (Wood Plastic Composite – WPC) đã trở thành một vật liệu mới đầy tiềm năng. Loại vật liệu này là sự kết hợp hài hòa giữa tính thẩm mỹ của gỗ và độ bền của nhựa. Bài viết sẽ trình bày khái niệm về gỗ nhựa cũng như quá trình ra đời và phát triển của vật liệu này trong lĩnh vực xây dựng. Hãy cùng Kiến Mộc Phát tìm hiểu nhé!
1. Gỗ Nhựa Là Gì?
Gỗ nhựa (hay gỗ nhựa composite) có tên gọi quốc tế là Wood Plastic Composite – WPC.
- Gỗ nhựa là một loại vật liệu được cấu tạo từ 2 thành phần chính là gỗ và nhựa (polyme). Thông thường loại vật liệu này sẽ chứa khoảng 50% gỗ (có thể ở dạng hạt hoặc dạng sợi rất ngắn), polyme nhiệt dẻo hoặc nhiệt rắn (thường là nhiệt dẻo).
- Ngoài ra gỗ nhựa còn chứa một lượng nhỏ chất phụ gia tạo màu, chống UV, chống cháy… giúp nâng cao đặc tính sản phẩm. Do đó mang lại các ưu điểm như: kháng nước, chống mối mọt, dễ gia công, không độc hại, bền, đẹp, chống cháy, khả năng tái sử dụng cao…
2. Lịch sử hình thành của gỗ nhựa
Từ thời xa xưa, một trong những cải tiến lớn đầu tiên của loài người là sử dụng gỗ để đốt lửa, nấu ăn và sưởi ấm. Do tính linh hoạt của nó, việc sử dụng gỗ đã được mở rộng cho các dụng cụ, công cụ nông nghiệp và nhà ở. Ngoài ra gỗ còn được dùng làm cầu, đường, tàu thuyền, mũi tên, cung, giáo,…
Tuy nhiên, kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, việc sử dụng gỗ trong các công trình xây dựng đã giảm do sự phát triển của các vật liệu khác như bê tông, gạch hoặc thép.
Trong những thập kỷ gần đây, nhu cầu tìm kiếm các giải pháp thay thế cho vật liệu xây dựng truyền thống, hướng đến tính bền vững và thân thiện với môi trường ngày càng cao. Do đó, gỗ nhựa composite đã nổi lên như một lựa chọn lý tưởng nhờ vào độ bền vượt trội và khả năng ứng dụng linh hoạt cho cả không gian nội thất lẫn ngoại thất. Đồng thời, các nghiên cứu và cải tiến giúp tận dụng rác thải nhựa và phế phụ phẩm từ chế biến gỗ đã góp phần tích cực vào quá trình bảo vệ môi trường sống (1).
Những phát triển sớm nhất của WPC có từ những năm 1970. Là khi Gruppo Ovattifici Riuniti (GOR) sản xuất sản phẩm có tên ‘Woodstock’ cho Fiat vào năm 1972 và Sonesson AB sản xuất vật liệu composite PVC/bột gỗ để sử dụng làm gạch lát sàn vào năm 1973. Trong khi khái niệm về WPC khá đơn giản, nghiên cứu vẫn tiếp tục cho đến ngày nay tập trung vào việc cải thiện khả năng tương thích của 2 thành phần, sử dụng vật liệu độn mới và giảm mật độ (2).
Tại Việt Nam, năm 2012, PGS. Nguyễn Vũ Giang cùng cộng sự đã thực hiện đề tài cấp Nhà nước (mã số KC.02). Đề tài tập trung vào việc sử dụng bột gỗ thu được từ các phế phẩm trong quá trình sản xuất và chế biến gỗ trong nước, kết hợp với các loại polyme nhiệt dẻo phổ biến như PE, PP, PVC, PA,… cùng với các chất phụ gia khác, tạo ra một hỗn hợp dẻo có khả năng gia công bằng công nghệ đùn ép. Kết quả nghiên cứu đã cho phép sản xuất thành công các sản phẩm composite gỗ nhựa ở quy mô công nghiệp.
3. Thành phần cấu tạo của gỗ nhựa
Vật liệu gỗ nhựa (WPC) là vật liệu composite được sản xuất chủ yếu từ nhựa nhiệt dẻo (thường là tổng hợp) và bột gỗ. Bên cạnh đó, cũng có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa có nguồn gốc tự nhiên.
Nhựa nhiệt dẻo là polyme có thể được nung nóng, tạo hình, làm nguội và làm cứng rồi sau đó được nung nóng lại và định hình lại. Điều này cho phép WPC có thể đúc được và tạo ra các kiểu dáng phức tạp theo nhu cầu. Ngoài ra, việc sử dụng nhựa nhiệt dẻo cũng cho phép tái chế vật liệu composite diễn ra tương đối dễ dàng. Các loại nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng trong sản xuất WPC là PE (cả HDPE và LDPE), PP và PVC.
Sợi gỗ và chất độn. Trong ngành công nghiệp polyme, các khoáng chất như talc và canxi cacbonat và các vật liệu tổng hợp như sợi thủy tinh, bazan và sợi carbon đã được sử dụng làm vật liệu gia cố. English và cộng sự (1996) phát hiện ra rằng bột gỗ mang lại những đặc tính tương tự như bột talc và các chất độn khoáng khác trong khi có trọng lượng riêng thấp hơn, do đó tạo ra vật liệu composite nhẹ hơn. Ngoài ra, gỗ có những ưu điểm so với chất độn truyền thống cho vật liệu composite polyme khác như chi phí, tỷ lệ sức bền trên trọng lượng và mật độ thấp.
4. Sản xuất gỗ nhựa
Sản xuất WPC tiến hành như sau: bột gỗ hoặc sinh khối gỗ được trộn với polyme, thường là polyethylene hoặc polypropylene trong máy đùn. Sau đó, sản phẩm được đùn thành viên để lưu trữ và tái chế hoặc đùn thành các hình dạng sản phẩm WPC phức tạp để ứng dụng cuối cùng.
Việc hợp nhất polyme và sợi với nhau là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất WPC. Điều cần thiết là các sợi được phân bố đều khắp cấu trúc polyme để tạo ra các đặc tính đồng nhất cho sản phẩm cuối cùng. Hàm lượng sợi càng cao, càng cần phân tán sợi đều. Nếu các thành phần của vật liệu composite được hợp nhất với nhau một cách chính xác sẽ cho phép sợi được làm ướt bằng polyme và điều này sẽ dẫn đến việc truyền tải tải tốt hơn trong sản phẩm cuối.
Có 2 kỹ thuật tạo hình WPC phổ biến là đùn và ép phun.
+ Đùn là bước tạo hình phổ biến nhất trong quá trình sản xuất WPC. Polyme hỗn hợp được nấu chảy lại và sau đó được đưa qua khuôn đùn để tạo thành hình dạng cần thiết cho sản phẩm mong muốn. Vật liệu đùn sau đó được đưa vào bồn làm mát trước khi được cắt theo chiều dài mong muốn. Sản phẩm sau quá trình đùn thường có hình dạng cấu trúc 2D. Có hai loại cấu hình đùn WPC chính, cấu hình rỗng và cấu hình đặc
+ Ép phun có thể được sử dụng để tạo thành các hình dạng ba chiều phức tạp. Ép phun tương tự như đùn
ở chỗ viên polyme/gỗ được nấu chảy lại nhưng sau đó được đưa vào khuôn thay vì thông qua khuôn. Sau đó, khuôn được làm nguội và thành phần sau đó được đẩy ra.
5. Ưu điểm vượt trội của gỗ nhựa
Tính thẩm mỹ cao: Bề mặt gỗ nhựa được thiết kế giống vân gỗ tự nhiên, đa dạng màu sắc, phù hợp nhiều phong cách kiến trúc từ hiện đại đến cổ điển.
Độ bền vượt trội: Khả năng chống chịu tốt với mưa nắng, không cong vênh, không co ngót – rất phù hợp với khí hậu nhiệt đới gió mùa như Việt Nam.
Thân thiện với môi trường: Sử dụng nguyên liệu tái chế, góp phần giảm thiểu khai thác gỗ tự nhiên – phù hợp xu hướng kiến trúc xanh, bền vững.
Dễ thi công & bảo trì: Gỗ nhựa có thể thi công nhanh chóng bằng hệ thống khung tiêu chuẩn, ít tốn công bảo trì, lau chùi dễ dàng.
6. Ứng Dụng Thực Tế Của Gỗ Nhựa
Gỗ nhựa hiện được ứng dụng rộng rãi trong cả thiết kế nội thất và ngoại thất:
- Nội thất: Ốp tường – trần trang trí; Làm tủ kệ (tủ bếp, tủ áo, kệ TV, kệ trang trí…); Vách ngăn – lam trang trí; Lót sàn trong nhà,…
- Ngoại thất: Sàn ngoài trời (ban công, hồ bơi, sân vườn…); Bàn ghế ngoài trời; Hàng rào, cổng, lan can; Giàn hoa – lam chắn nắng; Ốp mặt tiền nhà – ốp cột ngoài trời,…
7. Tiềm năng phát triển của gỗ nhựa
Tuy mới được phát triển trong vài thập niên nhưng thị trường gỗ nhựa đã phát triển một cách nhanh chóng. Hiện quy mô thị trường toàn cầu đối với các sản phẩm gỗ nhựa đạt 5,69 tỷ USD, dự kiến đến năm 2030 sẽ đạt 12,22 tỷ USD. Sự gia tăng về nhu cầu xây dựng nhà ở, các công trình kiến trúc, công trình công cộng…, cùng với sự gia tăng nhận thức về bảo vệ môi trường tạo nên xu hướng ưu tiên sử dụng các loại vật liệu thân thiện với môi trường nên tiềm năng phát triển của ngành công nghiệp gỗ nhựa là rất cao.
Tại Việt Nam, ngành gỗ nhựa đang chứng kiến tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ. Dự kiến đến năm 2025, nhu cầu sử dụng sàn gỗ công nghiệp trong nước sẽ đạt mức khoảng 5,56 triệu m². Hiện Việt Nam nằm trong top 10 quốc gia dẫn đầu toàn cầu về sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ. Theo số liệu từ Tổng cục Hải quan, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm từ gỗ trong năm 2022 đạt mức 16 tỷ USD, ghi nhận mức tăng 8,1% so với năm trước đó.
Hiện nay, mỗi năm ngành chế biến gỗ tại Việt Nam phải nhập khẩu từ 3,5 đến 4 triệu mét khối gỗ tự nhiên để phục vụ sản xuất. Trong khi đó, lượng phế liệu phát sinh trong quá trình chế biến thường chiếm từ 45% đến 63% tổng thể tích nguyên liệu đầu vào. Điều này cho thấy lượng gỗ phế thải là khá lớn, tạo ra một nguồn nguyên liệu tiềm năng và dễ khai thác cho ngành công nghiệp sản xuất gỗ nhựa.
Bên cạnh nguồn gỗ phế liệu, Việt Nam cũng có lượng lớn chất dẻo thải ra từ sinh hoạt hàng ngày. Dù chưa có thống kê toàn quốc về lượng nhựa phế thải này, nhưng theo nghiên cứu năm 2015 của Viện Vật liệu Xây dựng, tỷ lệ nhựa trong rác thải sinh hoạt tại Hà Nội dao động từ 7% – 8%. Với lượng rác trung bình khoảng 18.000 tấn mỗi ngày, riêng thành phố Hà Nội đã thải ra gần 120 tấn nhựa mỗi năm.
Như vậy, việc tái sử dụng gỗ và nhựa phế thải trong sản xuất gỗ nhựa không chỉ góp phần giảm lượng rác thải, hạn chế ô nhiễm môi trường mà còn mở ra cơ hội phát triển kinh tế xanh, đồng thời tạo thêm nhiều việc làm cho người lao động.
8. Kết luận
Trong bối cảnh đô thị hóa phát triển mạnh, nhu cầu về vật liệu vừa đẹp, vừa bền và thân thiện môi trường trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Gỗ nhựa với ưu điểm vượt trội và tính ứng dụng cao chính là lựa chọn lý tưởng cho không gian sống hiện đại. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp vừa thẩm mỹ, vừa bền vững cho công trình của mình, thì gỗ nhựa chính là sự đầu tư thông minh dài lâu.
Để mua được sản phẩm gỗ nhựa chất lượng, uy tín bạn có thể lựa chọn nhà cung cấp Kiến Mộc Phát. Tại đây, chúng tôi có đội ngũ tư vấn và kỹ thuật có nhiều kinh nghiệm và chuyên môn. Ngoài ra, chúng tôi cam kết cung cấp các sản phẩm gỗ nhựa đạt chuẩn, bảo hành lâu dài.