目前，“以竹代塑”領(lǐng)域缺乏將竹材直接轉化為塑料制品的新技術(shù)與新方法。竹子因具有快速生長(cháng)、可再生、生物降解和環(huán)境友好等特性，被視為石油基塑料的潛在替代品。然而，竹材固有自結合能力較弱，通常需與膠黏劑或其他材料進(jìn)行復合，從而導致潛在的塑料和空氣污染問(wèn)題，尤其是使用石油基高分子膠黏劑時(shí)；此外，相對于石油基塑料而言，竹材天然可塑性不足，在成型工藝中需依賴(lài)水熱處理軟化和成型，從而限制了其應用范圍。鑒于此，國家林業(yè)和草原局竹子研究開(kāi)發(fā)中心以竹代塑創(chuàng )新團隊郭登康助理研究員、李景鵬副研究員聯(lián)合福建農林大學(xué)“竹材精準增值利用”國家林草創(chuàng )新團隊余雁教授，利用竹材細胞壁定向活化與模壓技術(shù)，成功將竹材直接加工成高強度、耐水以及可降解的全竹熱固性塑料異形產(chǎn)品。該研究成果以“Conversion of Bamboo into Strong, Waterproof, and Biodegradable Thermosetting Plastic through Cell Wall Structure Directed Manipulation”為題在材料科學(xué)領(lǐng)域一區Top期刊《ACS Nano》上發(fā)表。
研究團隊從竹材固有自結合性弱與可塑性差的根本原因——細胞壁結構與組分出發(fā)，通過(guò)亞氯酸鈉/醋酸選擇性去除部分木質(zhì)素以及高碘酸創(chuàng )制鈉定向進(jìn)行醛基化糖單元策略，實(shí)現了對竹材細胞壁結構與組分的定向重構，并同時(shí)提高了竹材單元反應活性和可塑性。通過(guò)簡(jiǎn)單的熱壓致密化工藝，將竹材直接轉化為熱固性塑料產(chǎn)品（圖1）。的全竹熱固性塑料抗拉強度為50 MPa，彎曲強度為80 MPa，彎曲模量為5 GPa，邵氏硬度接近90，與聚苯乙烯（PS）、酚醛樹(shù)脂（PF）和聚氯乙烯（PVC）等硬質(zhì)塑料相當。
中國林科院儲富祥研究員對本論文進(jìn)行了寶貴指導。該工作得到了中國林科院優(yōu)秀青年創(chuàng )新人才項目、中國工程院戰略研究與咨詢(xún)項目、國家自然科學(xué)基金項目等經(jīng)費的資助。
(文章來(lái)源：世界竹藤通訊)
