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1、可 降 解 生 物 质 复 合 材 料 定义：n可降解生物质复合材料，是用木材、竹材、棉、麻及农业剩余物等天然植物纤维，与各种来源于植物资源、且可生物降解的生物塑料，如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酰胺(PCL)等，通过共混、挤出、热压、注塑等工艺，制备的生物质复合材料，是一种环境完全友好的生物质复合材料。 1）世界能源态势 为应对日益逼近的能源危机和资源约 束，一些利用可再生资源，如木材或其他植物等，生产新型高分子材料，替代以石油资源为来源的传统高分子材料的技术也应运而生。目前已有从玉米淀粉中制备乳酸，再合成高分子量聚乳酸等一批新型的可生物降解塑料，并实现了工业化生产。
2、 2) 环境保护要求 随着科学技术的进步和人类文明的发展，人们在生产和生活中消耗着大量不可分解的高分子材料制品，如包装袋、餐盒、医用及日常生活中的一次性用具等，并产生着大量的废弃物。这些废弃物在自然条件下极难分解，如采用填埋处理，将占用大量土地，对环境造成了严重负担与污染。而材料中的一些有毒气体或有机物释放物质，还会危害人体健康。环境污染与环境负担的问题正越来越受到世界各国政府和民众的关注。 1)天然植物纤维的特性 天然纤维来源于木材、竹材等植物，只要大量种植，就可以持续地利用。树木不仅生长过程对环境友好，而且其材料加工利用和废弃后，也不会对环境造成污染，是一种环境完全友好的生物质材料，与塑料
3、、钢铁等对环境造成日益严重负担的材料相比，木质材料的优势将越来越明显，应用将再次受到关注。但由于木质材料存在结构变异性大、材料性能不均匀的缺点，使用受到一定限制。但如果将木质材料经过结构设计或与其他材料复合，可改善其性能，扩大应用范围。 2） 可 生 物 降 解 塑 料 的 特 性 可 生 物 降 解 塑 料 ， 如 聚 乳 酸 等 ， 废 弃 后 可 在 堆 肥 条 件 下 自行 降 解 成 H2O和 CO2， 是 完 全 无 毒 的 低 分 子 物 质 ， 而 且 降 解产 物 经 光 合 作 用 还 可 再 形 成 淀 粉 等 物 质 ， 成 为 聚 乳 酸 合 成的 起 始 原 料 ，
4、 实 现 洁 净 的 碳 循 环 ， 是 一 种 完 全 具 备 可 持 续发 展 特 性 的 环 境 友 好 的 高 分 子 材 料 ， 被 称 为 “ 21世 纪 的 环境 循 环 材 料 ” 。 但 是 ， 聚 乳 酸 等 生 物 塑 料 与 其 他 高 分 子 材料 一 样 ， 耐 热 性 差 ， 材 料 弹 性 模 量 易 随 温 度 升 高 而 明 显 下降 ， 使 用 也 受 到 一 定 限 制 。 另 外 ， 其 成 本 高 ， 也 是 目 前 制约 大 量 应 用 的 另 一 个 原 因 。 天 然 纤 维 材 料 与 可 生 物 降 解 塑 料 各 具 优 缺 点 ， 用
5、其 制 备生 物 质 复 合 材 料 ， 既 可 改 善 其 性 能 ， 又 能 降 低 成 本 ， 正 成为 复 合 材 料 研 究 领 域 的 新 热 点 。 o 2可降解生物质复合材料的特点 o 1)天然植物纤维原料来源广泛，而且可以再生，材料成本低廉，与可生物降解塑料复合，可以降低复合材料的成本；o 2)可降解生物复合材料使用后不会造成环境污染，更重要的是来源于可再生的植物资源，可部分替代现有的石油产品； o 3)改善了材料的性能，扩大了材料的应用领域； o 4)废弃后可以自行分解，不污染环境，有助于保护环境； o 5)相对于使用合成树脂的生产的木质复合材料而言，该材料属无甲醛释放、完
6、全环保的复合材料，符合木质材料的发展方向。 o 6)在一定的温度、湿度及微生物条件下，可实现生物降解。而在正常使用条件下，这种生物质材料是不会发生自然降解，具有足够长的使用周期。 可 降 解 生 物 质 复 合 材 料 的 研 究 ， 是 随 着 人们 对 生 态 环 境 保 护 与 资 源 可 持 续 利 用 的 关注 ， 以 及 近 几 年 可 生 物 降 解 塑 料 在 工 业 上的 应 用 后 才 开 始 得 到 重 视 的 。 日 本 已 将 生物 降 解 塑 料 作 为 继 金 属 材 料 、 无 机 材 料 、高 分 子 材 料 之 后 的 “ 第 四 类 新 材 料 ” 。 近
7、 些 年 来 ， 在 汽 车 工 业 中 ， 天 然 植 物 纤 维增 强 的 复 合 材 料 被 成 功 地 替 代 玻 璃 纤 维 增强 复 合 材 料 ， 用 于 生 产 汽 车 零 部 件 ， 这 种可 降 解 生 物 质 复 合 材 料 的 应 用 ， 也 正 引 起包 括 汽 车 行 业 在 内 的 许 多 相 关 行 业 的 极 大关 注 。 根 据 美 国 能 源 部 “ 植 物 及 粮 食 基 可 再 生 资源 技 术 路 线 图 ” 的 规 划 ， 到 2020年 ， 基 本化 学 建 筑 材 料 中 ， 植 物 基 可 再 生 资 源 材 料利 用 要 达 到 10%；
8、2050年 达 到 50%， 预 示 着生 物 复 合 材 料 发 展 的 巨 大 前 景 。 在 我 国 新制 定 的 国 家 中 长 期 科 学 和 技 术 发 展 规 划纲 要 (2006 2020年 ) 中 ， 已 经 把 “ 开 发具 有 自 主 知 识 产 权 的 生 物 基 新 材 料 装 备 ” ，作 为 我 国 农 业 领 域 里 “ 农 林 生 物 质 综 合 利用 ” 中 的 优 先 发 展 课 题 。 而 可 降 解 生 物 质复 合 材 料 属 完 全 生 物 基 的 新 材 料 ， 符 合 国家 的 环 保 政 策 和 国 际 复 合 材 料 发 展 趋 势 。 可
9、降解生物质复合材料的应用领域 o 目 前 虽 然 可 生 物 降 解 塑 料 的 生 产 成 本 远 高 于 普 通 塑 料 ，还 未 被 大 规 模 地 应 用 。 但 其 优 越 的 性 能 ， 展 示 了 良 好的 发 展 前 景 。 主 要 可 预 见 的 应 用 领 域 有 ： o 1)汽 车 工 业 。 目 前 汽 车 部 件 大 量 采 用 塑 料 制 品 ， 其 中很 多 汽 车 的 内 饰 部 件 ， 如 德 国 奥 迪 、 宝 马 、 奔 驰 及 大众 等 国 际 知 名 品 牌 的 新 型 轿 车 中 ， 门 护 板 、 座 位 靠 背 、仪 表 板 等 部 件 ， 都
10、采 用 的 是 普 通 塑 料 或 纤 维 /普 通 塑料 复 合 材 料 (如 塑 料 部 件 、 聚 丙 烯 木 粉 板 、 木 纤 维 /合成 纤 维 复 合 材 料 、 麻 纤 维 /塑 料 复 合 材 料 等 )， 每 辆 轿车 天 然 植 物 纤 维 的 使 用 量 多 达 20kg， 但 是 所 用 塑 料 都是 不 可 降 解 的 。 目 前 ， 欧 洲 汽 车 制 造 商 已 经 开 始 对 可降 解 生 物 质 复 合 材 料 用 于 汽 车 内 饰 件 进 行 研 究 ， 并 将该 类 材 料 作 为 早 期 应 用 的 重 要 领 域 之 一 。 o长安EV概念车 内饰采用环保可降解防水复合材料 o 2)建 筑 及 公 共 设 施 部 件 。 室 内 装 饰 与 装 饰 材料 也 将 是 可 降 解 生 物 质 复 合 材 料 的 重 要 应 用 领域 。 由 于 材 料 的 完 全 可 生 物 降 解 特 性 ， 还 可 以用 于 各 种 对 环 境 保 护 要 求 较 高 的 场 所 ， 如 自 然风 景 保 护 区 短 期 使 用 的 设 施 或 装 置 、 护 栏 等 。另 外 ， 还 可 用 于 替 代 目 前 常 规 木 质 材 料 及 塑 料材 料 的 应 用 领 域 。 o生物质复合材料墙体模块 可降解复合材料电动刨刀
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