随着木材资源的日益短缺,传统塑木复合材料的原材料选择开始转向农作物秸秆,秸秆秆、芦苇秆、水稻秆、棉秆等作为重要的农作物秸秆资源,量大价廉,可再生,可降解,具有较大的利用价值。传统利用方式难以生产高附加值的工业产品,综合利用率低,大量的秸秆长期以来并没有得到有效合理的利用,导致其成为一种废弃资源,加上焚烧等不当处理方式,既浪费了宝贵的生物质资源,又带来严重的环境污染。
近年来,行业内逐渐形成了“以秸代木”的新诉求。在塑木复合材料制造领域,秸秆/塑木复合材料的概念近年来被我国率先提出。秸秆/塑木复合材料(Straw-plasticComposites, SPC)是一种以低于一年生植物纤维生长物,如秸秆、棉杆、甘蔗渣等为原料,经粉碎和界面增容处理,与一定比例热塑性塑料及助剂共混,通过挤出、热压或注射等成型工艺制备的兼具生物基材料与塑料特点的一种新型环保可回收材料。在当前可持续发展背景下,可再生资源受到越来越多的重视,而将秸秆用于塑木复合材料的生产,变废为宝,生产出绿色环保、具有较高附加值的塑木产品,既拓展了秸秆的利用途径,缓解我国木材资源供求矛盾,也为塑木行业注人新鲜的血液,并对我国加强农林剩余物资源的回收利用、减轻环境生态压力具有深远意义。
研究表明秸秆纤维表面含有强极性的亲水基团,与表面疏水性强的塑料.难以形成良好的界面相容。因此,如何解决秸秆与塑料两者界面相容性差,优化两者界面粘合性能是秸秆/塑木复合材料研究的重中之重。值得注意的是,相对于木粉/竹粉,秸秆表面存在一层生物质脂质组分,抑制了胶私剂对秸秆内部的渗透,此外,秸秆粉纤维导管组织方向单一,纤维负载率低,削弱了塑料在熔融后对秸秆纤维的穿插性,造成了秸秆/塑木复合材料中秸秆组分含量难以提升。因此,将秸秆用于生产塑木复合材料时,其界面改性过程将不同于传统塑木复合材料,具有一定的特殊性。秸秆/塑木复合材料制备过程中的界面改性相关技术及研究成果,有物理改性、化学改性、生物改性等方法。