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玉米秸秆全组分基复合膜材料的制备及性能研究*

2022-08-26李亚茹宋晓敏徐文彪时君友李翔宇

林产工业 2022年8期

李亚茹 宋晓敏 徐文彪 时君友 李翔宇

(北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室,吉林 吉林 132013)

秸秆是我国重要的农作废弃生物质资源,具有高开发价值及利用空间[1]。其中,玉米秸秆每年产量约为3.5亿t,居全国各类农作物秸秆产量之首[2]。目前对玉米秸秆通常采用燃烧或粉碎还田处理,由此产生环境污染和资源浪费等问题[3-6]。随着“碳中和”“碳达峰”“资源循环利用”“降低材料生态影响”等相关战略的实施,对玉米秸秆等可再生生物质资源的高效利用已逐渐成为研究热点[7-9]。

生物质复合膜材料在药物输送、装饰材料、食品包装、污水处理、原油吸附等方面具有良好的应用前景[10-14]。以廉价易得的废弃生物质为原料制备膜材料将是今后一个重要研究方向[15]。玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成[16-18],具可再生、无毒、可降解等特点,同时资源丰富、价格低廉,是制备生物质膜材料的理想原料。本研究筛选4种无机盐溶液,用于溶解玉米秸秆中的纤维素、半纤维素以及木质素,具有无毒、可回收、反应条件温和、稳定性好等优点[19-21]。聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子材料,其安全、无毒、环境友好、生物相容性以及可降解性优异,并且具有良好的成膜性,可有效增加膜的力学性能,使膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率,赋予膜更加优异的韧性、耐磨性[22]。图1为水对PVA增塑作用机理图。

图1 水对PVA的增塑作用机理图[23]Fig.1 Mechanism diagram of plasticizing action of water on PVA

结合膜材料在实际使用中的需求,本研究以聚乙烯醇(PVA)、硝酸银为改性剂,以制备的玉米秸秆全组分膜为基础,对其进行增塑、抗菌等改性处理,以提高膜的综合性能和附加值。……

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