可降解复合材料16页课件.ppt

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1、可降解生物质复合材料10/6/2021纺织功能复合材料定义：可降解生物质复合材料，是用木材、竹材、棉、麻及农业剩余物等天然植物纤维，与各种来源于植物资源、且可生物降解的生物塑料，如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酰胺(PCL)等，通过共混、挤出、热压、注塑等工艺，制备的生物质复合材料，是一种环境完全友好的生物质复合材料。10/6/2021纺织功能复合材料可降解生物质复合材料的发展背景：1）世界能源态势为应对日益逼近的能源危机和资源约束，一些利用可再生资源，如木材或其他植物等，生产新型高分子材料，替代以石油资源为来源的传统高分子材料的技术也应运而生。目前已有从玉米淀粉中制备乳

2、酸，再合成高分子量聚乳酸等一批新型的可生物降解塑料，并实现了工业化生产。10/6/2021纺织功能复合材料2)环境保护要求随着科学技术的进步和人类文明的发展，人们在生产和生活中消耗着大量不可分解的高分子材料制品，如包装袋、餐盒、医用及日常生活中的一次性用具等，并产生着大量的废弃物。这些废弃物在自然条件下极难分解，如采用填埋处理，将占用大量土地，对环境造成了严重负担与污染。而材料中的一些有毒气体或有机物释放物质，还会危害人体健康。环境污染与环境负担的问题正越来越受到世界各国政府和民众的关注。10/6/2021纺织功能复合材料可降解生物质复合材料的发展意义:1)天然植物纤维的特性天然纤维来源于木材

3、、竹材等植物，只要大量种植，就可以持续地利用。树木不仅生长过程对环境友好，而且其材料加工利用和废弃后，也不会对环境造成污染，是一种环境完全友好的生物质材料，与塑料、钢铁等对环境造成日益严重负担的材料相比，木质材料的优势将越来越明显，应用将再次受到关注。但由于木质材料存在结构变异性大、材料性能不均匀的缺点，使用受到一定限制。但如果将木质材料经过结构设计或与其他材料复合，可改善其性能，扩大应用范围。10/6/2021纺织功能复合材料2）可生物降解塑料的特性可生物降解塑料，如聚乳酸等，废弃后可在堆肥条件下自行降解成H2O和CO2，是完全无毒的低分子物质，而且降解产物经光合作用还可再形成淀粉等物质，成

4、为聚乳酸合成的起始原料，实现洁净的碳循环，是一种完全具备可持续发展特性的环境友好的高分子材料，被称为“21世纪的环境循环材料”。但是，聚乳酸等生物塑料与其他高分子材料一样，耐热性差，材料弹性模量易随温度升高而明显下降，使用也受到一定限制。另外，其成本高，也是目前制约大量应用的另一个原因。天然纤维材料与可生物降解塑料各具优缺点，用其制备生物质复合材料，既可改善其性能，又能降低成本，正成为复合材料研究领域的新热点。10/6/2021纺织功能复合材料2可降解生物质复合材料的特点1)天然植物纤维原料来源广泛，而且可以再生，材料成本低廉，与可生物降解塑料复合，可以降低复合材料的成本；2)可降解生物复合材

5、料使用后不会造成环境污染，更重要的是来源于可再生的植物资源，可部分替代现有的石油产品；3)改善了材料的性能，扩大了材料的应用领域；4)废弃后可以自行分解，不污染环境，有助于保护环境；5)相对于使用合成树脂的生产的木质复合材料而言，该材料属无甲醛释放、完全环保的复合材料，符合木质材料的发展方向。6)在一定的温度、湿度及微生物条件下，可实现生物降解。而在正常使用条件下，这种生物质材料是不会发生自然降解，具有足够长的使用周期。10/6/2021纺织功能复合材料.可降解生物质复合材料的应用及发展现状与前景可降解生物质复合材料的研究，是随着人们对生态环境保护与资源可持续利用的关注，以及近几年可生物降解塑

6、料在工业上的应用后才开始得到重视的。日本已将生物降解塑料作为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”。10/6/2021纺织功能复合材料近些年来，在汽车工业中，天然植物纤维增强的复合材料被成功地替代玻璃纤维增强复合材料，用于生产汽车零部件，这种可降解生物质复合材料的应用，也正引起包括汽车行业在内的许多相关行业的极大关注。10/6/2021纺织功能复合材料根据美国能源部“植物及粮食基可再生资源技术路线图”的规划，到2020年，基本化学建筑材料中，植物基可再生资源材料利用要达到10%；2050年达到50%，预示着生物复合材料发展的巨大前景。在我国新制定的《国家中长期科学和技术发展规划

7、纲要(2019～2020年)》中，已经把“开发具有自主知识产权的生物基新材料装备”，作为我国农业领域里“农林生物质综合利用”中的优先发展课题。而可降解生物质复合材料属完全生物基的新材料，符合国家的环保政策和国际复合材料发展趋势。10/6/2021纺织功能复合材料可降解生物质复合材料的应用领域目前虽然可生物降解塑料的生产成本远高于普通塑料，还未被大规模地应用。但其优越的性能，展示了良好的发展前景。主