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秸塑复合材料研究及其产业前景_论文

第 32 卷 第 1 期 2016 年 1 月 科技通报 BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.32 No.1 Jan. 2016 秸塑复合材料研究及其产业前景 张文涛,陈集双* (南京工业大学 生物与制药工程学院,南京 211816) 摘 要:通过分析木塑复合材料的发展历程和产业现状,指出了当前“以秸代木”和“以秸代塑”的新需 求。秸秆作为一种丰富的可再生生物质资源,具备开发为新型环保材料的潜力。本文创造性地提出了 秸塑复合材料(Straw-Plastic Composites,SPC)的概念,剖析了秸秆生物质纤维的特性,秸秆中富含的生 物基矿物质可能是秸塑作为新材料形成优于木塑材料的重要因素,同时阐述了秸塑产业发展的条件, 指出了 SPC 是秸秆生物质全价工业化、高值化利用的典范,并提出现有条件下,在我国率先开发 SPC 的 可行方案。 关键词:秸秆;秸塑复合材料;木塑复合材料;生物基矿物质 中图分类号:TQ914.1 文献标识码:A 文章编号:1001-7119(2016)01-0097-05 Development and industry prospect of Straw-Plastic Composites Zhang Wentao,Chen Jishuang* (College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China) Abstract:The history and industrial development of Wood- Plastic Composites (WPC) were analyzed, pointing out the present demands of“straw instead of wood”and“straw instead of plastic”. Straw, as a kind of abundant renewable biomass resources, has the potential to be developed as a new environmentally friendly material. The concept of Straw- Plastic Composite (SPC) was creatively proposed in this paper. The characteristics of straw biomass fibers were dissected and the bio- based minerals in the straw may be one of the important factors, led to SPC is superior to WPC. Moreover, the conditions for the development of SPC were elaborated, which pointed out SPC is a typical model for the full- price and high- value industrialization of straw biomass. The feasible solution that pioneered the development of SPC has been put forward under the existing conditions in the country. Keywords:straw;straw-plastic composites;wood-plastic composites;bio-based minerals 0 前言 充热塑性塑料,经挤出、压制或注射成型,兼有木 材和塑料特性的一种新型复合材料[3]。在巨大的 自 20 世纪 90 年代起,木塑产业从美国和加 拿大迅速发展[1],与此同时,木塑复合材料在中国 才开始起步。杨庆贤等[2]首先开展了对木粉与废 旧塑料复合的初步研究,迈开了我国木塑复合材 料 探 索 应 用 的 第 一 步 。 木 塑 复 合 材 料(woodplastic composites,WPC)是指由木质纤维补强填 市场需求和我国循环经济政策的推动下,木塑行 业取得长足发展。截止到 2014 年,国内集结在木 塑产业上的关联企业近 300 家,总产量超过 200 万吨,并且每年仍以约 30%的速度增长,目前形成 了中国、北美和欧洲三足鼎立的局面[4,5] ,且中国 大陆已经成为第一大 WPC 生产地。 收稿日期:2015-09-10 基金项目:国家科技支撑计划(2012BAC17B00)。 作者简介:张文涛(1990-),硕士研究生,主要从事秸塑新材料研究。E-mail:biozhangwt@163.com。 *通讯作者:陈集双(1962-),教授,博士生导师,研究方向:生物资源产业利用。 E-mail:biochenjs@njtech.edu.cn。 98 科技通报 第 32 卷 随着国民经济的持续发展,资源开发与生态 环境之间的矛盾日益激化,这一矛盾在材料应用 领域尤为突出,全球森林资源日渐减少,而木材 原料的需求却不断增加。以我国 2009 年公布的 第 七 次 森 林 资 源 普 查 结 果 显 示 ,全 国 森 林 面 积 1.95×109 hm2,森林蓄积量 137.21×109 m3。据统 计,我国人均森林面积仅有 0.11hm2,约是世界人 均占有量的六分之一;人均森林蓄积量 8.6 m3,只 有世界人均占有量的 12.5%[6]。按照目前发达国 家年人均消费木材 1.16 m3来计算,我国每年需要 木材


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