木塑材料綜合性能優(yōu)異，戶外建筑及景觀使用的木塑品種越來越多、數(shù)量越來越大。隨著制造技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步，產(chǎn)品外觀質(zhì)量提高很大。但有許多木塑企業(yè)，甚至不少品牌大企業(yè)，由于缺乏針對性研究，材料設(shè)計存在著先天缺陷。這些缺陷往往要在建成二、三年之后才逐漸暴露問題，此時再來解決問題，已經(jīng)為時已晚。

熱塑性高分子材料屬粘彈性材料，在長期應(yīng)力作用下會發(fā)生應(yīng)力蠕變，這是熱塑性高分子材料自身特點所決定的。其影響因素主要是長期應(yīng)力的大小及環(huán)境溫度。高分子材料和植物纖維復(fù)合制成的材料就是木塑材料，因含有植物纖維成份，使得高分子復(fù)合體系的抗蠕變性能得到了很好的改善。高分子材料和植物纖維兩者優(yōu)點的結(jié)合，使得木塑材料相對其它材料在戶外運用建立了綜合優(yōu)勢。這也是木塑材料在景觀及戶外建筑迅速增長和發(fā)展的根本原因。

木塑材料的變形

戶外木塑建筑及景觀在使用 一段時間后，有些尺度較長的木塑會出現(xiàn)逐漸彎曲、下垂等變形現(xiàn)象，這是目前戶外木塑建筑及景觀中常見的缺陷。木塑材料由建成時漂亮的直線型，在經(jīng)過幾個寒暑后逐漸彎曲變形的變形因子研究分析如下：

溫度應(yīng)力及蠕變

夏季氣溫升高，木塑材料產(chǎn)生熱膨脹。較長的木塑熱膨脹較大，由于兩端被固定，所受溫度應(yīng)力也大（應(yīng)力和膨脹變形成正比），當(dāng)膨脹達(dá)到一定值后，木塑發(fā)生失穩(wěn)而彎曲變形并隨熱膨脹增加彎曲度（彎曲變形）增加。木塑彎曲后，溫度應(yīng)力得到釋放 ；中性面應(yīng)力為零，因彎曲，凹面產(chǎn)生壓應(yīng)力，凸面產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于拉、壓應(yīng)力的長期作用，凸、凹面分別產(chǎn)生拉伸和壓縮蠕變，使得曲率變大，在氣溫降低時也不能完全收縮恢復(fù)。

吸水膨脹蠕變

降雨時節(jié)，木塑吸水膨脹，木塑材料產(chǎn)生微量蠕變伸長，不可恢復(fù)；并隨干濕交替周期，周期性產(chǎn)生蠕變伸長并疊加。隨著木塑內(nèi)部木質(zhì)達(dá)到可能的吸水膨脹極限及高分子材料的約束力的作用，吸水膨脹蠕變伸長的增量逐漸減小到零，達(dá)到蠕變極限。木塑材料蠕變是溫度應(yīng)力蠕變疊加和吸水膨脹蠕變的綜合結(jié)果較長木塑兩端被固定約束時，隨著木塑材料各種蠕變的疊加，在建成時漂亮的直線型材料，逐漸出現(xiàn)明顯的彎曲；并在若干寒暑交替之后達(dá)到尺寸基本穩(wěn)定、彎曲度不再增加。木塑材料蠕變是溫度應(yīng)力蠕變疊加和吸水膨脹蠕變的綜合結(jié)果較長木塑兩端被固定約束時，隨著木塑材料各種蠕變的疊加，在建成時漂亮的直線型材料，逐漸出現(xiàn)明顯的彎曲；并在若干寒暑交替之后達(dá)到尺寸基本穩(wěn)定、彎曲度不再增加。

木塑材料變形的應(yīng)力計算和蠕變方程

木塑材料的應(yīng)力計算和蠕變方程，假定前題是將木塑材料視作理想的均一材料。同時，木塑材料中的高分子聚合物相對木質(zhì)部份吸水率要低兩個數(shù)量級以上，在推定公式模型時，高分子聚合物的吸水量忽略不計 ；木塑材料中的木質(zhì)部份相對高分子聚合物線膨脹系數(shù)要低一個數(shù)量級以上，在推定公式模型時，木質(zhì)部份的熱膨脹也忽略不計。

吸水膨脹蠕變的解決方案

木塑材料中高分子基的吸濕很小，植物纖維吸濕性大；有效地處理植物纖維極大地減小吸濕性非常重要。木塑材料在配方設(shè)計和工藝設(shè)計時，必須盡可能地降低木塑材料的吸水性，并最終以嚴(yán)格的吸水率作為質(zhì)量指標(biāo)考核。

溫度應(yīng)力及蠕變的解決方案

溫度應(yīng)力及蠕變是材料自身特點所確定的，必須從高分子材料本身找出改善方案。控制并降低木塑材料的線膨脹系數(shù)可以有效地控制并降低溫度應(yīng)力。戶外建筑溫度通常在 70 ℃之下，當(dāng)高分子材料的 Tg（玻璃化溫度）在此之下越低時，越容易產(chǎn)生應(yīng)力蠕變。木塑材料的外觀色澤和耐久性及其設(shè)計改善戶外木塑建筑及景觀在使用一 段時間后，木塑表面常常出現(xiàn)粉化褪色現(xiàn)象，影響觀賞性。戶外使用的木塑材料，因受日曬雨淋，環(huán)境要求嚴(yán)苛 ；通常采用耐自然老化性能優(yōu)異的無機系色料，以保證著色的耐久性。粉化褪色現(xiàn)象之所以時常發(fā)生，一是木塑表面層高分子老化，二是經(jīng)常有 pH 值較小的雨水（俗稱酸雨）對無機系色料的侵蝕。在木塑性能設(shè)計上，往往抗老化助劑是平均分布的。老化實際上由外而內(nèi)逐漸發(fā)展的，因此提高木塑表面層的耐老化性能是解決表面粉化褪色重要路徑 ；同時在色料配方上要增強抗酸雨的能力。