作者:马爱平 来源:?科技日报 发布时间:2024/8/25 19:14:04
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以竹代塑新技术,竹材变身高强度、耐水、可降解塑料

 

记者25日从国家林业和草原局竹子研究开发中心(以下简称竹子中心)获悉,该中心以竹代塑创新团队利用竹材细胞壁定向活化与模压技术,成功将竹材直接加工成高强度、耐水以及可降解的全竹热固性塑料异形产品。相关研究成果日前发表在国际期刊《美国化学学会纳米》上。

竹子因其生长快速、可再生、可生物降解及环境友好的特性,被视为有潜力替代石油基塑料的材料。然而,竹材自身的结合能力较弱,往往需要与胶黏剂或其他材料复合使用,这可能会带来空气污染的风险。此外,与石油基塑料相比,竹材的天然可塑性较差,在成型过程中需要依赖水热处理进行软化和定型,这在一定程度上限制了其应用范围。

“本研究采用了一种创新策略,通过结合亚氯酸钠和醋酸的选择性作用,实现了对竹材中部分木质素的有效去除。同时,利用高碘酸钠对糖单元进行定向醛基化处理,成功地对竹材细胞壁的结构与组分进行了定向重构。这一重构过程不仅显著增强了竹材单元的反应活性,还大幅提升了其可塑性。”论文第一作者、竹子中心助理研究员郭登康告诉科技日报记者,在此基础上,通过热压致密化工艺,团队成功地将处理后的竹材直接转化为热固性塑料产品。这种新型的全竹热固性塑料展现出了与聚苯乙烯、酚醛树脂和聚氯乙烯等硬质塑料相媲美的卓越力学性能。

通过细胞壁结构定向调控制备全竹热固性塑料示意图。竹子中心供图

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论文共同通讯作者、竹子中心副研究员李景鹏表示,这种全竹热固性塑料还表现出了卓越的耐溶剂性和耐水性。即使将其浸泡在多种溶剂中,甚至是水中,一个月后它仍能保持其原始形态。更为关键的是,这种塑料具有可重复成型和可降解的特性,使其在替代传统石油基塑料方面展现出了巨大的潜力。

 
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