農(nóng)作物秸稈資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀與展望

農(nóng)作物秸稈資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀與展望

復(fù)合材料的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)材料性能的需求不斷提高。單質(zhì)材料難以滿足人們對(duì)各種綜合指標(biāo)的要求。因此，材料的復(fù)雜性是材料開(kāi)發(fā)的必然趨勢(shì)。所謂復(fù)合材料,即兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。而秸稈作為農(nóng)作物的副產(chǎn)品,在我國(guó)貯量豐富,加上其本身也屬于天然高分子,且來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、密度低、具有良好的生物降解性,這些優(yōu)點(diǎn)使其具有代替部分合成纖維及其它石油化工產(chǎn)品來(lái)制備生態(tài)環(huán)境友好型材料的潛力。1糧食秸稈或歸屬于栽培我國(guó)地域廣闊,農(nóng)作物種類豐富,產(chǎn)量大。農(nóng)作物秸稈作為農(nóng)作物的副產(chǎn)品,可分為糧食作物秸稈(水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈、高梁秸稈)和經(jīng)濟(jì)作物秸稈(油菜稈、麻稈、蘆葦稈、棉稈、豆秸)。其中,由于水稻與小麥秸稈在全國(guó)的年產(chǎn)量大,且具備作為材料的一些基本特征,因此已被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料加工當(dāng)中。2秸稈各化學(xué)成分比較秸稈材料的化學(xué)組成主要有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維素是秸稈纖維的主要成分,半纖維素和木質(zhì)素在纖維細(xì)胞中起著“粘合劑”和“填充劑”的作用,分布在細(xì)纖維之間的間隙里,且均較易溶于堿。不同秸稈中各化學(xué)組分的含量有著一定的差異,其中蘆葦稈、油菜稈、麥稈、豆秸的纖維素含量較高(42.78%~52.99%),而稻稈、玉米稈、高粱稈的纖維素含量相對(duì)較低(35.23%~39.70%);對(duì)于其中的木質(zhì)素而言,麥稈與玉米稈中的含量為18.14%~21.21%,高粱稈、油菜稈、棉稈、豆秸中的含量較接近,在22.06%~23.16%之間,而稻稈的含量較低(11.93%)。同種秸稈不同部位纖維素等主要成分含量也有顯著差異:稈部纖維素含量較高,穗部的半纖維素和木質(zhì)素含量較高。因此,可以根據(jù)對(duì)復(fù)合材料性能需求的不同,選取不同的秸稈及秸稈的不同部位,以提高其利用價(jià)值。3纖維表面預(yù)處理復(fù)合材料中,通常有一相為連續(xù)相,稱為基體;另一相為分散相,稱為增強(qiáng)體。復(fù)合材料的性能取決于增強(qiáng)體與基體的比例及其組成部分的性能。由于秸稈纖維表面呈親水性,而聚合物基體通常呈疏水性,為了改善二者的相容性,通常要進(jìn)行纖維表面預(yù)處理。以水稻秸稈為例,通過(guò)酸處理,半纖維素顯著溶解導(dǎo)致秸稈纖維表面有更多的細(xì)纖維和空隙,從而提高了秸稈纖維的耐水性;通過(guò)酶水解、稀堿液、微波輔助稀堿液處理(MAL)等方法使纖維素的結(jié)晶度增加,如圖1所示,經(jīng)稀堿液處理的水稻秸稈樣品結(jié)晶度大于未經(jīng)處理的水稻秸稈樣品。3.1小麥wheat3.1.1小麥秸稈復(fù)合材料塑料或樹(shù)脂與小麥秸稈纖維表面往往相容性很差,在進(jìn)行加工前,需要進(jìn)行預(yù)先的處理,以提高秸稈纖維與聚合物基體之間的附著力,從而增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械性能。Zou等用小麥秸稈與聚丙烯(PP)制備輕型復(fù)合材料,研究發(fā)現(xiàn)小麥秸稈經(jīng)雙輥破碎機(jī)粉碎可以明顯提高材料的彎曲強(qiáng)度、彈性模量、抗沖擊強(qiáng)度等參數(shù)。加拿大多倫多大學(xué)Panthapulakkal等在研究小麥秸稈纖維增強(qiáng)PP復(fù)合材料時(shí),將小麥秸稈切割為長(zhǎng)度4~5cm,并分別采用機(jī)械法(浸泡-研磨-干燥-過(guò)濾)和化學(xué)制漿法(NaOH溶液處理-0.01%稀醋酸洗滌)制備小麥秸稈纖維。當(dāng)小麥秸稈纖維在復(fù)合材料中的含量達(dá)30%時(shí),材料的力學(xué)性能比PP明顯增強(qiáng)。此外,由于小麥秸稈經(jīng)化學(xué)制漿法處理后纖維素含量(63.14%)比機(jī)械法處理后高(47.55%),而纖維素中的羥基基團(tuán)之間存在強(qiáng)烈的相互作用,使纖維凝聚成團(tuán),導(dǎo)致纖維分散性不佳。因此,采用化學(xué)制漿法比機(jī)械法制備的小麥秸稈纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料的力學(xué)性能差。Schirp等分別用未經(jīng)處理及真菌處理的小麥秸稈作為增強(qiáng)填料,采用擠出成型制備高密度聚乙烯(HDPE)復(fù)合材料。研究表明,通過(guò)真菌處理,僅提高了秸稈與HDPE的附著力,并沒(méi)有明顯改善材料的斷裂模量、彈性模量。就提高力學(xué)性能而言,真菌處理相比未經(jīng)處理并無(wú)優(yōu)勢(shì),故無(wú)須真菌處理,小麥秸稈可直接在制備復(fù)合材料中使用。Dumitru等在研究四種不同空間取向(單向、正交、隨機(jī)、特定)的小麥秸稈增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂(EP)復(fù)合材料時(shí)指出復(fù)合材料的機(jī)械性能由小麥秸稈的排布決定,其中單向排布的小麥秸稈填充的復(fù)合材料彈性模量和拉伸強(qiáng)度最高。Liang等以經(jīng)粉碎機(jī)磨碎的小麥秸稈(WS)和丙烯酸(AA)為原料,在水溶液中通過(guò)接枝聚合形成接枝共聚物WS/PAA,制備強(qiáng)吸水性復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)小麥秸稈的含量為20%時(shí),該材料的吸水率最高可達(dá)860g/g,并且由于小麥秸稈的加入,使該復(fù)合材料在鹽水和土壤中的穩(wěn)定性大大提高。3.1.2pla/ws復(fù)合材料的制備方法由于小麥秸稈自身具有良好的生物降解性,可用于聚乳酸(PLA)類降解材料的加工,可以進(jìn)一步改善材料的降解性。但值得注意的是,在與聚合物基體結(jié)合前,需要對(duì)秸稈或聚合物基體預(yù)先處理。如Nyambo等在研究PLA/WS復(fù)合材料時(shí),通過(guò)擠出成型制備馬來(lái)酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MA)以提高小麥秸稈與PLA的相容性,如圖2所示。另外,小麥秸稈在復(fù)合材料中的含量達(dá)到一定比例時(shí)會(huì)對(duì)復(fù)合材料的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。Avella等將麥稈與3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物(PHBV)復(fù)合,提前將增強(qiáng)劑在高溫蒸汽中處理,使復(fù)合材料中各化學(xué)組分的相互作用提高。結(jié)果表明,與單一的PHBV材料相比,復(fù)合材料的楊氏模量更高,而斷裂時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變均較低,當(dāng)秸稈含量高于10%時(shí),復(fù)合材料的生物降解率降低。3.1.3秸稈生物處理技術(shù)我國(guó)森林資源短缺,木材作為生產(chǎn)人造板的主要原料,面臨著巨大的壓力,將小麥秸稈應(yīng)用于人造板的生產(chǎn),可以有效緩解木材供應(yīng)的緊張。目前,直接使用小麥秸稈與粘合劑加工纖維板效果并不令人滿意,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,使秸稈纖維與粘合劑充分相容。Zhu等在研究異氰酸酯樹(shù)脂(MDI)、脲醛樹(shù)脂(UF)含量對(duì)小麥秸稈纖維板的力學(xué)性能和阻燃性能的影響時(shí),用堿液對(duì)小麥秸稈表面進(jìn)行預(yù)處理,秸稈材料的導(dǎo)電性和擴(kuò)散系數(shù)明顯增加,這表明,經(jīng)堿液處理,秸稈的潤(rùn)濕能力得到了改善,有利于化學(xué)鍵的形成和樹(shù)脂的滲透。Boquillon等研究還發(fā)現(xiàn),由于秸稈表面自由能比木材低得多,小麥秸稈顆粒與油基樹(shù)脂高度相容,而與UF這類水溶性樹(shù)脂相容性較差,小麥秸稈與UF結(jié)合生產(chǎn)的復(fù)合板性能不好。他們提出了以聚對(duì)苯二甲酸酯(PTP)為原料制備復(fù)合板,PTP樹(shù)脂的主要成分是油(呈非極性),可以很好地與小麥秸稈結(jié)合,并且制得的樣品性能達(dá)到工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Halvarsson等將小麥秸稈作為原料,尿素三聚氰胺甲醛(UMF)和尿素三聚氰胺苯甲醛(UMPF)樹(shù)脂的混合物作為粘合劑,制備高性能中密度纖維板(MDF)。在對(duì)秸稈纖維分離之前需對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理,具體方法是:先用錘磨機(jī)將小麥秸稈磨碎(便于傳輸和處理),并通過(guò)蒸汽、熱水和硫酸處理,使秸稈纖維結(jié)構(gòu)變得疏松,pH值降低至6以下以確保脲醛(UF)樹(shù)脂固化。制得的樣品密度可達(dá)780kg/m3以上,樹(shù)脂含量高于14%,達(dá)到了木材復(fù)合板要求的水平。其制備工藝如圖3所示。此外,Halvarsson等也嘗試通過(guò)不添加粘合劑的方法制造纖維板,與上述方法大致相同:在進(jìn)行纖維分離之前,使秸稈經(jīng)過(guò)蒸汽、熱水和硫酸處理,在纖維分離過(guò)程中加入芬頓試劑(氯化亞鐵和過(guò)氧化氫),以氧化激活小麥秸稈纖維,使纖維板的性能得到提高。最終可以制得接近中密度纖維板標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合板材,但是性能相比傳統(tǒng)方法制造的小麥秸稈中密度板仍有不少差距。3.2水稻稻草3.2.1復(fù)合填料的制備水稻秸稈已被作為不同聚合物的填料,這不僅大大降低了生產(chǎn)成本,而且可以根據(jù)不同的需要,按照不同比例加工使產(chǎn)品性能大大優(yōu)化。Ismail等在研究水稻秸稈纖維(RSF)分別與聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)制備復(fù)合材料時(shí)發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性模量都隨著PS或PVA百分含量的增加而增加;對(duì)于復(fù)合材料的吸水性和厚度膨脹率,RSF-PS隨著PS含量的增加而減少,而RSF-PVA則隨著PVA含量的增加而增加。這是由于PVA呈親水性,而PS為憎水性,因此,聚合物基體的親疏水性直接影響著復(fù)合材料的吸水性和厚度膨脹率。姚飛等以水稻秸稈為填料增強(qiáng)高密度聚乙烯復(fù)合材料,分別以非官能化乙烯/丙烯共聚物(uEPR)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯/丙烯共聚物(EPR-g-MA)和馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MA)及它們的混合物作為增容劑。結(jié)果證明,加入PE-g-MA、EPR-g-MA的HDPE/RS比未經(jīng)處理時(shí)的抗拉、抗彎及抗沖擊強(qiáng)度要高。不論是原生還是再生高密度聚乙烯,水稻秸稈都可以很好地與它們結(jié)合。但最終的復(fù)合產(chǎn)品的性能不僅僅取決于預(yù)處理的水稻秸稈、聚合物的濃度,而且與外界加工條件是密不可分的。Kamel在研究水稻秸稈纖維與聚氯乙烯制備復(fù)合材料時(shí)發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料性能和尺寸穩(wěn)定性不僅由預(yù)處理的秸稈、聚氯乙烯和木質(zhì)素的濃度決定,壓力和壓制溫度也起到關(guān)鍵性作用。3.2.2研究基于rsf-pla的生物降解劑的研究進(jìn)展由于水稻秸稈本身具有良好的降解性,可用于增強(qiáng)聚-β-羥丁酸(PHB)、聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)等可降解熱塑性聚合物復(fù)合材料。以PLA為例,水稻秸稈纖維呈強(qiáng)極性,而PLA是非極性的,因此可用甲基丙酸甲酯(MMA)通過(guò)吸附膠團(tuán)聚合的方法對(duì)秸稈表面進(jìn)行處理,以增強(qiáng)秸稈與PLA間的相容性,結(jié)果表明,水稻秸稈纖維經(jīng)處理后制備的TRSF-PLA比未經(jīng)處理的RSF-PLA復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性好。此外,通過(guò)丙烯酸丁酯(BA)單體懸浮聚合改性水稻秸稈纖維(MRSF),制備PLA/MRSF可降解復(fù)合材料;與PLA/RSF對(duì)比,材料的拉伸強(qiáng)度更高而吸水性較差;通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)發(fā)現(xiàn),在復(fù)合材料中,PBA在一定程度上抑制了PLA結(jié)晶,而RSF起到成核劑的作用。此外,Buzarovska等以水稻秸稈與PHBV為原料制造復(fù)合材料,結(jié)果表明,隨著水稻秸稈含量的增加,復(fù)合材料的拉伸模量比純的PHBV樹(shù)脂約增加了1倍,而拉伸強(qiáng)度略有下降。如圖4所示,Wu等用PCL-g-MA與水稻秸稈纖維(RSF)制造生物降解塑料,RSF與PCL-g-MA有很好的相容性,且由于PCL-g-MA的酸酐基團(tuán)與RSF的羥基基團(tuán)結(jié)合形成了酯,導(dǎo)致形成了支化交聯(lián)的大分子,RSF在PCL-g-MA中高度分散。研究還發(fā)現(xiàn),無(wú)論是PCL-g-MA/RSF還是PCL/RSF,均比純的PCL具有更好的生物降解性,這就說(shuō)明了RSF含量與生物降解性之間密切的聯(lián)系。PCL-g-MA/RSF由于其較低的熔體粘度易于加工,然而PCL本身較為昂貴,所以難以廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。3.2.3水稻秸稈木粉的制備通常情況下,將水稻秸稈纖維表面預(yù)處理,如對(duì)秸稈纖維進(jìn)行機(jī)械粉碎,并通過(guò)各種聚合物粘合劑加工人造板。水稻秸稈分離方式對(duì)板材的機(jī)械性能起著決定性作用。Halvarsson等使用單圓盤精煉機(jī)“OHP20”對(duì)水稻秸稈進(jìn)行纖維分離,通過(guò)添加3%、4%、5%的亞甲基二苯基二異氰酸酯生產(chǎn)纖維板,板材的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)2.6MPa,斷裂模量和彈性模量均可達(dá)到木質(zhì)纖維板要求的水平,并指出使用長(zhǎng)度為3mm的水稻秸稈,纖維板的疏水性最好。Yang等以不同含量的秸稈與木粉通過(guò)脲醛樹(shù)脂(UF)粘合劑研制吸音木質(zhì)人造板時(shí)發(fā)現(xiàn),水稻秸稈的長(zhǎng)度和寬度都不影響復(fù)合板的彎曲斷裂模量,隨機(jī)切割得到的水稻秸稈和木粉制得的復(fù)合板的性能最佳。同時(shí),用蒸汽和短期的草酸(OA)處理可以顯著提高UF水稻秸稈刨花板的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性。此外,三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、苯酚-甲醛樹(shù)脂都可與水稻秸稈制造刨花板及中、高密度人造板。3.3其他稻草3.3.1玉米秸稈纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備玉米是世界上第一大谷物,在我國(guó)北方玉米秸稈產(chǎn)量最大,在復(fù)合材料加工領(lǐng)域具有很大的潛力。玉米秸稈纖維可與聚苯乙烯制備緩沖包裝材料。劉壯等采用堿處理與馬來(lái)酸酐處理玉米秸稈纖維表面,從而提高纖維表面與聚苯乙烯的相容性,然后將處理過(guò)后的玉米秸稈纖維與熱熔膠、可發(fā)性聚苯乙烯珠粒按一定的比例加入密閉模具,并通過(guò)控制加熱溫度與加熱時(shí)間使體系在加熱裝置中經(jīng)過(guò)預(yù)發(fā)泡-熟化-成型三個(gè)過(guò)程,最后脫模,完成材料的制備。具體流程如圖5所示。玉米秸稈粉碎→→纖維篩選→→纖維處理{表面處理打漿分絲帚化→烘干}混合加熱成型可發(fā)性聚苯乙烯珠粒篩選→預(yù)熱→熟化熱熔膠粘劑及分散劑圖5玉米秸稈纖維緩沖材料制備工藝過(guò)程Figure5Thetechnicalprocessofthepreparationofcornstrawstalkfibercushioningpackagematerial張定軍等以縮二脲改性的環(huán)氧樹(shù)脂為粘合劑,多異氰酸酯為增容劑制備玉米秸稈纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%,增容劑與秸稈纖維質(zhì)量比為1∶3時(shí),所制備的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能,厚度溶脹率和吸水率較低。通過(guò)熱壓工藝,玉米秸稈纖維可與聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等可降解基材結(jié)合制造可降解復(fù)合材料。丁芳芳等在相同濃度堿液下,分別用水煮、微波和超聲波對(duì)纖維表面處理。結(jié)果發(fā)現(xiàn),微波和超聲波處理的纖維束較疏松,相應(yīng)的復(fù)合材料力學(xué)性能好。李國(guó)忠等在研究玉米秸稈增強(qiáng)石膏基復(fù)合材料時(shí),采用堿處理法和丙烯酸包覆法對(duì)玉米秸稈纖維進(jìn)行表面改性,并用石蠟乳液改善石膏的耐水性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),堿處理法和丙烯酸包覆法使玉米秸稈纖維表面粗糙度提高,從而提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能,最終獲得了具有良好力學(xué)性能和耐水性的復(fù)合材料。3.3.2人員們的注意與水稻、小麥類似,由于高粱是主要的糧食作物,其秸稈來(lái)源廣泛,且價(jià)格低廉并具有良好的生物降解性,因此受到研究人員們的注意。張秀梅等用高粱秸稈粉碎物(1~3mm)和以聚乙烯醇、可溶性淀粉、水按一定比例制備(即熟化)的膠粘劑作為原料,經(jīng)混合、交聯(lián)、發(fā)泡、澆注、烘烤定型、自然干燥工藝過(guò)程,研制出一種結(jié)構(gòu)較疏松(孔率21.254%,平均孔徑1.7974×10-3~0.02mm)、密度較低的新型緩沖包裝材料材料,其工藝流程如圖6所示。3.3.3通過(guò)改性處理,提高材料的力學(xué)性能油菜秸稈富含纖維素且在遍布我國(guó)廣大地區(qū),但卻很少用作聚合物基復(fù)合材料的增強(qiáng)填料,因此研究油菜稈具有重大的意義。油菜秸稈纖維與大多數(shù)植物纖維一樣,具有強(qiáng)的吸水性,往往與基體材料的相容性較差,需要對(duì)油菜秸稈纖維表面進(jìn)行改性處理,從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。鄒鵬等在研究油菜秸稈纖維與高密度聚乙烯(RSF/HDPE)復(fù)合材料時(shí),通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑對(duì)油菜秸稈進(jìn)行疏水化改性,用增容劑乙烯醋酸乙烯酯(EVA)提高與HDPE的相容性,同時(shí)用改性納米二氧化硅對(duì)HDPE增韌,從而獲得各項(xiàng)性能良好的復(fù)合材料。但也有例外的情況。Dominik等通過(guò)DSC法研究油菜秸稈與聚丙烯熔融結(jié)晶的成核能力發(fā)現(xiàn),無(wú)論是經(jīng)過(guò)改性還是未經(jīng)過(guò)改性的油菜秸稈,不同種類的油菜秸稈與全同立構(gòu)聚丙烯結(jié)合,對(duì)復(fù)合材料的性能影響不大。3.3.4天麻秸稈復(fù)合材料在我國(guó),大麻作為紡織業(yè)的重要原材料有著廣泛的分布,其秸稈的加工性能優(yōu)異,在復(fù)合材料制造領(lǐng)域上的開(kāi)發(fā)有著較大的潛力。Mutje等將大麻纖維、大麻秸稈用作聚丙烯(PP)復(fù)合材料的填料,將馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(MAPP),以此提高大麻秸稈纖維的分散性和與PP之間的粘合性,最終通過(guò)注射成型獲得材料。研究發(fā)現(xiàn),大麻股復(fù)合材料的力學(xué)性能達(dá)到玻璃纖維復(fù)合材料的80%,而大麻秸稈復(fù)合材料的拉伸性能較差,但在含MAPP的復(fù)合材料中可使其拉應(yīng)力略微上升,并且大麻秸稈復(fù)合材料的楊氏模量高于PP基體,可以達(dá)到大麻股復(fù)合材料楊氏模量的70%。這表明大麻秸稈可用作填料,它低廉的成本將使它成為節(jié)能環(huán)保材料中的一大熱點(diǎn)。3.3.5偶聯(lián)劑對(duì)粗、細(xì)蘆稈板的加工蘆葦稈可應(yīng)用于制造板材和墻體復(fù)合材料,通過(guò)偶聯(lián)劑處理可以改善復(fù)合材料的各項(xiàng)性能,不同偶聯(lián)劑的改善程度也不同。Han等分別用粗、細(xì)蘆葦稈和小麥秸稈的顆粒粘合UF樹(shù)脂制造刨花板。細(xì)顆粒制得的板的性能優(yōu)于粗顆粒制得的板。研究表明,加入偶聯(lián)劑,所有板的性能都得到改善,環(huán)氧硅烷對(duì)蘆葦稈更有效。蘆葦稈也可作為主要原料,與甘蔗渣等經(jīng)獨(dú)特工藝和機(jī)械成型制成具有良好的隔熱、吸音功能,密度小,抗壓強(qiáng)度大,防蟲蛀、防霉變、不易燃的新型墻體材料,可替代粘土磚,用于高層建筑內(nèi)墻隔斷或夾墻填充材料。3.3.6棉稈皮和聚乙烯纖維在復(fù)合養(yǎng)棉復(fù)合材料中的應(yīng)用在我國(guó),每年棉稈產(chǎn)量約為1700萬(wàn)t,而目前尚未得到充分利用,大部分被焚燒處理,造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。將棉稈作為增強(qiáng)填料制造復(fù)合材料,不僅可以為棉稈的處理提供有效的出路,也可以很大程度上緩解塑料垃圾帶來(lái)的環(huán)境壓力?？苊纫悦薅挿酆途垡蚁樵?采用熱壓法制備棉稈塑木復(fù)合材料,通過(guò)正交試驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試分析材料的各項(xiàng)性能并得出結(jié)論:當(dāng)棉稈粉含量為40%、熱壓溫度為160℃、保溫時(shí)間為10min時(shí),塑木復(fù)合材料的綜合性能最好;隨棉稈粉含量的增加,復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彈性模量先增大后減小。當(dāng)棉稈粉含量為40%時(shí),彎曲強(qiáng)度為26.2MPa,彈性模量為11.8GPa,均達(dá)到最大值。劉樹(shù)榮等蒸汽爆破法對(duì)含水率分別為30%、40%、50%的棉稈皮進(jìn)行預(yù)處理,并與高密度聚乙烯(HDPE)復(fù)合制備HDPE/棉稈皮復(fù)合材料,研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨含水率增加而提高,彎曲強(qiáng)度在含水率為40%時(shí)最佳;密度、力學(xué)性能隨著棉稈皮含量的增加而提高;當(dāng)棉稈皮含量為30%時(shí),復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最佳,其中彎曲強(qiáng)度可達(dá)40MPa,拉伸強(qiáng)度強(qiáng)度超過(guò)30MPa。此外,棉稈皮纖維可以用于增強(qiáng)石膏復(fù)合材料。張衛(wèi)豪等發(fā)現(xiàn)采用后摻法(石膏先與水?dāng)噭蚝笤倥c纖維混合)處理效果最好,當(dāng)纖維長(zhǎng)度9~15mm,摻量為石膏