作者:蒋学飞 温才妃 来源:中国科学报 发布时间:2018/1/23 11:07:20
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南林大教授研发生物质“改性塑形”新材料

 

本报讯 近日,由南京林业大学教授周小凡研发的秸秆“改性塑形”生物质新材料在行业内引起了很大关注。这款新材料能替代传统人造板工艺中的木塑材料,并能有效提高人造板弯曲强度等基本属性,避免使用胶黏剂等对环境污染的化学物质,还能运用到个性家具等领域。最为神奇之处在于,仅需10分钟就能使农作物秸杆塑化,变身为不用胶的人造板。

目前,传统的人造板制造工艺需要胶黏剂,像胶合板、刨花板、纤维板等人造板如被弃用,对环境污染和人体健康存在危害,像苯和甲醛等挥发性化学物易被排放到大气中,影响植物的生长和人类的健康,甚至有致癌性。

走进周小凡的办公室,室内摆放着三种形态的新材料“模型”,一小袋像麦粒形态的塑料颗粒最先映入眼帘。据了解,这就是“升级变形”前的基础材料。据他介绍,传统的玉米秸秆是一种天然的高分子材料,但由于其热分解温度比较低,在280℃开始热分解,没有办法利用热塑再加工利用。新型的生物质塑料粒子温度只需保持在120℃~150℃之间,就可以制备出新型的生物质秸秆制品。

周小凡利用农忙后废弃的棉花秸秆,混合板皮、锯末和木粉等木材加工剩余物,采用特殊的制备工艺,使农作物秸杆塑化,只需10分钟,就可以制备出一款新型的生物质“改性”材料,且具有“自塑化”“不用胶”,弯曲性能强,吸水性能高,抗霉变、无甲醛等生态环保的性能,制备无甲醛无胶黏剂高密度人造板。

新材料塑形的两个“模型”,是一堆硬度很强的防水性能高的类似地板的“升级”木材和一张薄薄的像叶片形状的塑料形态的薄膜。据介绍,这便是新材料塑形的两个“新身体”,前者可用于代替传统的木塑材料,运用到地板和红木家具中,且密度由红木家具国际标准的1.0g/cm3提高到1.3 g/cm3~1.5g/cm3,弯曲强度高达70MPa,是普通木塑材料国际标准的三倍。造价由原先的每吨9300多元降低至每吨1825元,为原先的1/5。后者则可用于高强度、防水防潮性能“瓦楞纸”和电容器纸、汽车滤纸等高性能秸秆塑化纸的制备。

不仅如此,由于竹纤维制造的内衣等纺织品拥有抗菌性、吸湿性能强等特点,目前竹纤维纺织品市场需求逐日增加,但传统的原竹纤维在加工过程中存在属性易被破坏和造价高等劣势。据周小凡介绍,生物质“改性塑形”新材料还可以运用到竹纤维领域,制作工艺简单,并提高其抗菌性和弹性,生态环保且造价便宜。(蒋学飞 温才妃)

《中国科学报》 (2018-01-23 第8版 科创)
 
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