复合材料用天然植物纤维改性研究进展
2019-08-13马红亮孔振武
生物质化学工程 2019年4期
马红亮, 陈 健, 孔振武
(中国林业科学研究院 林产化学工业研究所;生物质化学利用国家工程实验室;国家林业和草原局 林产化学工程重点实验室;江苏省 生物质能源与材料重点实验室, 江苏 南京 210042)
近年来,由于传统石油化工产品的大量使用造成了诸如全球变暖和塑料污染等生态威胁,以可再生、可降解生物质资源为原料制备的绿色材料受到了科学界和工业界的广泛关注。天然植物纤维是一种可再生资源,自然界储量极其丰富。据第八次全国森林资源清查,我国森林面积达2.08亿公顷,其中人工林面积达0.7亿公顷,每年有1.6亿吨林木加工剩余物产生,存在利用率低(不足50%)、利用途径少、产品附加值低及生产不环保等诸多问题。加强林木剩余物资源高效高值多元化利用,对于促进林业产业绿色可持续发展有重要的现实意义[1-2]。
目前,天然植物纤维资源的功能化高效利用已成为林业、化学和材料等领域研究开发的热点[1-4]。其中,树脂基复合材料更是我国新材料、新兴产业的重点发展方向,碳纤维、玻璃纤维等合成纤维已广泛应用于树脂基复合材料中。但是,合成纤维存在生产成本高、加工能耗大、回收利用难和不可生物降解等缺点[3]。与之相比,天然纤维具有可再生、成本低、密度低、比强度高及生物可降解等优点[4-6]。天然纤维增强复合材料已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑和健身器材等领域。然而,天然纤维因分子结构中含有大量羟基等极性基团,易吸湿和团聚,与非极性树脂基体间界面相容性差,制约了其在复合材料中的应用[7],采用物理或化学方法可有效地改善天然纤维与基体树脂间的界面相容性和黏结性。……
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