环保生态木复合材料技术未来发展趋势

2011-10-20 点击:18

1、向生态环境材料方向发展

木材与塑料复合所得的产品要能够作为生态环境材料必须有三大特点：

①要能满足使用上的性能要求；

②必须考虑尽可能节约资源和能源，尽可能减少对环境的污染；

③在研究、设计制备材料及使用废弃材料和生产的各个环节中，材料或产品在整个寿命周期中必须满足对环境的协调性要求。

2、向结构和功能复合材料方向发展

国际环保生态木复合材料兼有木材和塑料的双重性质，加入一定量的功能材料，可使其具有耐磨、阻燃，耐老化性能以及可降解等功能。应使材料从低级到**、从单功能向多功能的方向发展。通过调节其复合度、选择其连接形式和改变其对称性等因素，以达到功能材料所追求的高价值。在进行功能木质复合材料的研究过程中应考虑各组成的物理及化学性质，以避免各组成之间的冲突。要充分提高其主要力学性能，使其能够作为结构材料使用。

3、纳米技术在国际环保木复合材料中的应用

纳米科技是一门多学科交叉、基础研究与应用开发紧密联系的高技术，如：纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等。组成相或晶粒结构控制在100纳米以下长度尺寸的材料称为纳米材料。将纳米科技导入木材科学与技术领域，可把木材科学、木材一无机、有机复合材料学研究水平提升到纳米尺度的研究阶段。木材在变成纳米尺寸后，其材料特异性质、尺寸效应及变化机理，以及木材改性的显微结构关系可能使木材改性出现突破性的进展。木材本身存在着宏观空隙、微观空隙和介质空隙。其中的介质空隙是指三维、两维或一维尺度在纳米量级(1—100 nm)的空隙，因此可称为纳米空隙。木材中存在纳米尺度空隙意味着木材本身可以容纳纳米微粒(粉体)、纳米管和纳米棒等，由此可见，木材制造成纳米粉体或是将纳米材料填充到木材的纳米空隙、或是通过纳米材料的加入改善木材与其它材料的性质是完全可能的。

4、强化废旧塑料的回收管理

大量废旧塑料制品(薄膜、包装袋、快餐盒等)被抛向人类赖以生存的自然环境，而造成“白色污染”，这给回收治理带来难度。因此，进一步提高人们的环境保护意识，制定相应的法规来规范塑料制品市场尤其重要。对于生活垃圾，应逐步实施垃圾袋装化以及垃圾分类的措施。加大执法力度，严格控制 “白色污染”的出现，以便于有效地对废塑料制品进行回收利用。

5、改善环保木复合界面相容性

可利用物理或化学的方法，对木纤维的表面进行预处理，改变木纤维表面的状态，以达到改善表面相容性的目的。木质材料是由纤维素、半纤维素、木素以及抽提物等组成的天然高分子材料，它是一种不均匀的各向异性材料，因此界面特性十分复杂。同时，组成木质材料的纤维素、半纤维素、木素等主要成分中含有大量的极性羟基和酚羟基等官能团，其表面表现出很强的化学极性，因而在木材纤维表面主要是通过对极性官能团进行酯化、醚化、接枝共聚等改性处理，使其生成疏水的非极性化学官能团并具有流动性，使木材纤维表面与塑料表面的溶解度相似，以降低塑料基材与木质材料表面之间的相斥性，达到提高界面粘合性的目的。这可从物理改性与化学改性两个方面着手进一步研究。

6、新材料在国际环保木中的应用

随着玻纤材料、空心微珠材料及纳米材料等技术的发展，将其加入到国际环保木中来提高国际环保木复合材料的力学性能是完全可行的。

7、国际环保生态木成型技术和装备的发展方向

近年来国际环保生态木复合材料成型技术和装备的研究正在快速地发展。这项技术的发展具有以下6 个特点。

（1）提高国际环保生态木复合材料表面相容性依然是研究的热点之一；

（2）聚合物基体由单组分再生料向多组分再生料方向发展，使回收的多组分废旧塑料（PE、PP、PVC、ABS 等）原料和经过表面改型的植物纤维进行混合成型，制出国际环保木复合材料制品；

（3）植物纤维份数由低份数（50 份以下）向高份数（100 份以上）发展，进一步降低材料成本，增强产品的市场竞争力；

（4）国际环保生态木复合材料微发泡技术、大型宽幅较厚的板材制品技术等成套设备及制品成型技术的开发，改善环保**品应用中存在的诸如密度大、尺寸不能满足实际需要等问题，不断扩大环保**品的应用领域；

（5）国际环保生态木复合材料填充有植物纤维和其它填料（比如玻璃纤维等），以不断的创新，开拓国际环保木复合材料的应用领域；