
《中国经济大讲堂》科学家“做媒” 纤维与塑料巧配对
在追求木材替代材料的过程中,学界曾开发出木塑复合材料,即将木粉与塑料复合制备而成。虽然这种材料在外观上与木材相似,但由于其采用粉体结构,力学性能较差,无法满足高强度应用需求,限制了其在实际场景中的推广。
纤维结构提升性能
为解决这一问题,科研团队开发了“禾塑复合材料”,采用天然植物纤维(如秸秆、芦苇等)替代传统木粉材料,并结合塑料复合而成。纤维结构的使用使禾塑复合材料的力学性能显著提升,其强度是传统木塑复合材料的两倍以上,握钉力更是提升了五倍以上。这种材料不仅在外观和触感上与木材高度相似,还具备塑料的可加工性,能够通过挤出、注塑等多种工艺成型,并可像木材一样进行锯、铆、钉等加工。
制备过程中的难点与突破
然而,禾塑复合材料的制备面临一大挑战:传统塑料加工设备依靠重量失重的方式下料,适用于粒料和粉体,但纤维材料由于相互搭桥难以顺畅下料。为解决这一难题,研究团队开发了一种全新的高速混合装备,将纤维、塑料颗粒和助剂一次性投入混合腔体,通过高速混合摩擦生热,一次性完成复合材料的制备。这一技术突破不仅解决了下料问题,还显著提高了生产效率。
核心优势与应用前景
- 高强度与耐用性:纤维结构赋予其优异的力学性能,户外使用寿命长达30年以上,彻底解决了木材在户外易腐烂的问题。
- 环保与可持续:以秸秆等农林固废物为原料,实现资源的高质化利用,减少焚烧带来的环境污染。
- 多功能性与可回收性:兼具木材的外观与塑料的加工性能,可广泛应用于家具、地板、户外景观护栏等领域,并可完全回收再利用。
随着技术和装备的不断优化,禾塑复合材料有望彻底替代传统木材制品,推动绿色建筑和可持续发展目标的实现。同时,这一技术也为解决农林固废物处理难题提供了产业化路径,助力乡村振兴和循环经济发展。
日期:2025-02-17, 查看:201