可降解生物质复合材料的发展现状与前景

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；
3)改善了材料的性能，扩大了材料的应用领域；
4)废弃后可以自行分解，不污染环境，有助于保护环境；
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、完全环保的复合材料，符合木质材料的发展方向。
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。
2.4可降解生物质复合材料的应用
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。
3可降解生物质复合材料的发展现状
可降解生物质复合材料在近10年才开始研究。较早开展相关研究的是澳大利亚的Wollerdorfer和德国的Bader，1996年曾采用亚麻和黄麻分别与PBS(Bionoll3020)、PHB(Biopol D300G)、纤维素乙酸酯(Biocel1 163)及淀粉塑料共混物等制备生物质复合材料，通过对不同纤维与不同可生物降解塑料的复合，比较与评价材料的性能，认为多糖类的纤维素乙酸酯塑料与麻纤维复合时，材料的性能相对较好。
目前，美国、日本、韩国、德国等开展的相关研究，主要集中于基本复合工艺参数及复合机理、复合材料生物降解特性口及界面改性。等方面。如日本松井株式会社于2000年初开始用可生物降解聚乳酸与木粉复合，制备生物质复合材料的研究与开发，到2002年，木粉与聚乳酸塑料的比已经达到75:25，且复合材料获得较好的物理力学性能(见表1)。此外，由日本近几大学和日本大阳株式会社共同开发的木纤维/聚乳酸生物质复合材料，已将木纤维的用量增加到85%。
表1木粉/聚乳酸生物质复合材料物理力学性能

在我国，相关的研究起步较晚，目前国内只有笔者在国外培训学习的基础上，从木纤维与可生物降解塑料复合的影响因子角度，进行木纤维与聚乳酸等可生物降解塑料的复合机理、产品特性及其制备等技术关键的研究。
4可降解生物质复合材料的发展前景
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%；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。
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。主要应用领域有：
1)汽车零部件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。
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。
参考文献：略