木塑材料的环境友好型和再生低碳特性：发展方向探析

生物质(木塑)复合材料研发制造作为一个横跨多个领域的新兴产业,其设备、技术和工艺涉及木材化学、精细化工、液压传动、精密机械、热力传导、流体力学、传感技术、电子自控、微机编程和高分子工程等诸多专业、学科,具有较高的科技含量和鲜明的产业特点,现已在新材料领域自成一体。由于其不依赖于不可再生的矿物资源等,而主要采用可以大量循环再生的生物质原料制成,所以具有巨大的发展空间。以目前掌握的技术,从交通设施、活动房屋、建筑墙体、汽车部件、电器外壳,到室内装修、儿童玩具、装饰摆件、家庭用品、包装材料等,木塑材料/制品都在积极尝试进入。要深化木塑复合材料具有的应用特性,即原料多样化、制备可塑化、产品环保化、应用经济化和再生低碳化,充分挖掘木塑材料环保性、资源性的潜在优势,并使之向更加广阔的生物质塑化材料领域发展,成为一种具有战略意义的科技材料,在新材料创新领域开辟一条资源化道路。

木塑复合材料的加工改性技术越来越成熟,其产品也越来越多地渗透到各个领域,替代不可再生资源。木塑复合材料的应用和普及与我国提出的建设资源节约型、环境友好型社会的理念相呼应。这是一门涉及多个学科的综合领域,需要研究者具有扎实的理论功底和丰富的实践经验。目前木塑复合材料的增强料大多为木粉,而用竹纤维作增强体的并不多见,且研究方向集中于偶联剂和相容剂的选择和用量等化学法改性上,对于成型工艺及材料耐受性的研究还不够系统和成熟。本书中采用的生物改性法是一种环保、廉价、可操作性强的方法,取得了一定的成果。但由于时间、精力和仪器设备等多方面的限制,还有部分问题值得深入研究,先提出以下建议供参考:

(1)本书中所用到的聚丙烯材料均为初次使用,成本较高,若能将回收废料作为基体原料不仅能降低原料成本,还能循环利用资源,提高资源利用率。

(2)在加工工艺方面,可继续尝试更新的成型方式或进一步优化工艺参数以提高材料机械强度。寻找适用于大规模工业生产的设备和工艺条件,推广竹塑复合材料的生产和应用。(www.zuozong.com)

(3)在改性机理上还可从微生物学角度来探讨微生物在界面增容中所发挥的作用,探究微生物种类对竹纤维改性的影响及微生物作用机理,以更好地改善竹塑材料的界面相容性。

(4)在改善界面相容性的基础上还可加入适当的功能材料,使竹塑复合材料具有更好的耐磨性、抗菌性、助燃性,材料功能的进一步丰富能很大程度上拓宽竹塑复合材料的应用领域。

(5)在耐老化方面应延长实验时间,进一步观测紫外老化对材料性能的影响,建立相关数学模型,更科学地预测材料寿命。