聚合物/生物質復合材料的研究進展

鄧亞峰，崔若昕，汪梓玉，禚安琪

(北京工商大學材料與機械工程學院，北京 100048)

0 前言

我國每年約有農林廢棄物超過7×108t，相當于3.5×108t標煤[1]，我國塑料產量已超過1×107t/a，廢舊塑料的產量非常驚人，聚合物/生物質復合材料以農林廢棄物和聚合物為主要原料，充分體現了可再生資源循環使用的特點，能高值化利用資源，獲得巨大的經濟和社會效益，促進人與環境的和諧發展。

1907年，Leoh Bend博士首次將木粉與熱固性酚醛樹脂復合制得了復合材料[2];1916年,聚合物/生物質復合材料首次在工業上被用來制作變速器的球形柄;1968年，Mayer第一次在木纖維與聚合物的復合過程中加入了偶聯劑，使聚合物/生物質復合材料中木粉與聚合物兩相的界面結合性能得到了明顯改善，復合材料的力學性能得到了很大的提高[3]。20世紀80年代，楊慶賢初步探索用木粉和廢舊塑料制備復合材料[4]，北京化工大學1998年開始研究聚合物/木粉復合材料[5]。

聚合物/生物質復合材料的研究已經成為國內外的研究熱點。安徽杰事杰新材料股份有限公司研制的長纖維熱塑性塑料復合材料填補了國內技術空白，促進了綠色環保材料向更高層次的發展。巴西圣保羅州立大學農藝學系教授阿爾西德·洛佩斯·萊昂團隊從生物質廢料中提取天然纖維素，制造出的新一代超級塑料比傳統塑料產品輕30倍,強度增加3～4倍。德國開姆尼斯工業大學的研究人員用亞麻等天然纖維開發出的生物基纖維塑料復合材料是可再生的生物聚合物，復合材料在纖維方向上的剛度和強度都得到了提高。東北林業大學王清文教授領銜申報的“木塑復合材料擠出成型制造技術及應用”項目獲得2012年國家科技進步二等獎。浙江豐利粉碎設備有限公司研發的“廢塑料復合材料回收處理成套設備及綜合利用技術裝備”入選《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄(2014年版)》。本文簡要介紹了聚合物/生物質復合材料的主要成分和界面改性,詳細闡述了稻殼、麥秸、竹子、花生殼作為填料、聚合物為基體的復合材料的研究進展。

1 聚合物/生物質復合材料的主要成分

聚合物/生物質復合材料是以木材加工剩余物、秸稈、稻殼等生物質纖維加上聚合物和助劑，經熔融復合而制成的復合材料[6]。

1.1 生物質

根據國際能源機構(IEA)的定義,生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體，包括所有的動植物和微生物，具有可再生、可循環和資源數量龐大等特點。生物質可分為農業廢棄物、林業廢棄物、城市垃圾、有機廢水等。農業廢棄物和林業廢棄物是生物質聚合物/生物質復合材料的主要生物質來源[7]。

1.2 聚合物基體

表1[8]為目前聚合物/生物質復合材料研究中的主要聚合物基體。

表1 聚合物/生物質復合材料的主要聚合物基體Tab.1 Main plastic matrix and classification of biomass/plastic complex

1.3 助劑

生物質中的羥基基團具有極性和吸水性，聚合物是弱極性且疏水，兩者之間的相容性較差，界面黏結力較小[9-11]。為了提高界面黏結力，使生物質和聚合物更容易復合，會在聚合物/生物質復合材料中添加助劑，既提高了復合材料的性能，也提高了生成效率。表2為聚合物/生物質復合材料常用的助劑。

表2 聚合物/生物質復合材料常用助劑Tab.2 Commonly used auxiliaries for biomass plastic composites

圖1 親水聚合物纖維和疏水聚合物之間偶聯機制[17]Fig.1 Mechanism of coupling mechanism between hydrophilic fibers and hydrophobic matrix polymers

2 聚合物/生物質復合材料的界面改性

改善生物質粉和聚合物基體之間的界面相容性，可以提高生物質粉在復合材料體系中的分散性及熔體流動性，對提高復合材料的擠出速度和綜合性能也十分有利。聚合物/生物質復合材料的界面改性研究主要分為生物質粉改性、聚合物基體改性和添加偶聯劑或相容劑3類。

生物質的界面改性處理可以降低生物質的極性和親水性，從而提高聚合物/生物質復合材料的界面強度。改性方法分為物理改性法(熱處理、蒸汽爆破、微波、高溫蒸煮、等離子體放電、電暈法、拉伸、壓延、混紡等)和化學改性法(堿處理、酰處理、表面接枝、酯化、酚化、醚化、中和水洗法、石灰水浸泡法)。對生物質粉進行熱處理能是生物質變得干燥，改變其結構和化學組分，使半纖維發生降解，從而降低生物質粉的反應活性，減少高活性的羥基[18]。蒸汽爆破法是將生物質在高溫高壓水蒸氣條件下處理后，當將至常溫常壓時，生物質中的纖維素會出現組分分離和結構變化。水蒸氣以氣流的方式從空隙中沖出來會造成生物質機械斷裂，使得生物質粉的表面面積增加，同時去除生物質部分易分解的物質[19]。蒸汽爆破過程中生物質粉的主要成分結構會發生如圖2所示的變化。生物質粉中低分子用堿溶液溶解后表面會變粗糙，與塑料的接觸面積會增大，微纖螺旋角會減小，從而能提高復合材料的界面強度和力學性能[20]。酰處理可以降低生物質的極性和吸水性，從而提高復合材料的強度。表面接枝改性則是在生物質上連接聚合物分子作為支鏈[21]。

圖2 蒸汽爆破過程中生物質的主要成分變化示意圖[22]Fig.2 Schematic conversation of major components of biomass in steam explosion process

聚合物基體的改性有3種方法：接枝共聚、表面氧化和制備合金。用極性基團接枝對塑料進行接枝共聚，可以使聚合物表面具有活性基團，改變聚合物極性，從而提高聚合物性能。常用的表面氧化通常用化學改性劑使聚合物發生氧化，從而在聚合物表面產生活性官能團。制備合金可以獲得較低表面自由能的塑料，且熔融溫度較低，便于加工[23]。在制備聚合物/生物質復合材料時可以提高聚合物與生物質界面相容性。

偶聯劑是多官能團的有機化合物，其一端可與生物質的親水基團形成化學鍵，另一端與聚合物纏繞，從而改善生物質與聚合物的界面性能。馬來酸酐接枝聚烯烴因加工工藝操作簡單而成為商業化應用最成功的偶聯劑，馬來酸酐接枝聚烯烴性能優于丙烯酸改性的聚烯烴，且馬來酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的性能要比MAPP更優異[24]。硅烷偶聯劑改善生物質與聚合物的界面狀態主要有3中表現：①生物質與聚合物之間的縮合反應；②硅烷水解產生硅醇與生物質粉羥基形成氫鍵；③生物質粉表面的縮合硅烷和聚合物之間形成化學鍵。

3 幾種聚合物/生物質復合材料

3.1 聚合物/稻殼復合材料

我國每年的稻谷產量約2×108t[25],稻殼約占稻谷籽粒重量的18 %～22 %，是一種量大、價廉的可再生資源。聚合物/稻殼復合材料是用稻殼和聚合物為原料制備的復合材料，具有質量輕、強度高、成本低和環保等優點，同時兼有木材和聚合物的性能，在汽車、地板、城市景觀等領域都有應用。

3.1.1 聚合物/稻殼SiO2復合材料

將稻殼用10 %的酸水溶液在90 ℃回流4 h，在600 ℃煅燒4 h得到純度為99.3 %、比表面積為212 m2/g的稻殼SiO2,將40 g稻殼SiO2加入400 mL乙醇，用5 %偶聯劑γ - 氨丙基三乙氧基硅烷(KH550) 在700 W功率的超聲波下分散20 min后，強力攪拌下80 ℃回流2 h,得到平均粒徑30～60 nm,將改性后的稻殼SiO2與環氧樹脂(EP)復合得到EP/稻殼SiO2納米復合材料[26-27]。EP/稻殼SiO2納米復合材料的熱分解性能隨著稻殼SiO2含量的增加而加速降低，且材料在升溫過程中的收縮現象和熱膨脹系數會隨著熱循環次數增加而降低，如圖3所示；EP/稻殼SiO2納米復合材料中稻殼SiO2含量不同時對吸水率的影響不明顯，溫度越高，復合材料的最大吸水率越大。將改性后的稻殼SiO2與聚氨酯(PU)復合得到PU/稻殼SiO2納米復合材料,與純PU相比，力學性能、耐熱性和耐水性都得到了不同程度的提高[28]。

■—未處理 ●—堿處理 ▲—偶聯劑處理(a)拉伸強度 (b)斷裂伸長率 (c)沖擊強度 (d)彎曲強度 (e)肖氏硬度 (f)吸水性圖3 稻殼粉對復合材料力學性能的影響Fig.3 Effect of rice husk powder on mechanical properties of composite materials

3.1.2 PP/稻殼粉復合材料

稻殼粉填充到PP中，制備PP/稻殼粉復合材料。由于稻殼粉分子結構中含有大量的羥基，極性較強，其與非極性的PP混合時相互作用力很小、界面結合力差，因而會影響復合材料的力學性能[29]。將稻殼粉進行堿化處理或經硅烷偶聯劑處理后,能有效增大稻殼粉與PP之間的界面黏合力，提高兩者的相容性。隨著稻殼粉含量的增加，PP/稻殼粉復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度呈下降趨勢，而彎曲強度、肖氏硬度和吸水性呈上升趨勢，如圖3所示[30]。

稻殼粉的粒徑對PP/稻殼粉復合材料的力學性能有顯著的影響。稻殼粉粒徑為198 μm時復合材料的彎曲模量最大；稻殼粉粒徑為245 μm時復合材料的彎曲強度和硬度最大;稻殼粉粒徑為380 μm時復合材料的拉伸強度最大[31]。由于稻殼粉填入到PP中，隨著稻殼粉含量提高，基體的含量會相對減少，聚合物的整體性、連續性及黏結性變差，稻殼粉會產生集聚現象會，從而降低復合材料的熔體流動性，故復合材料的熔體流動速率會隨著稻殼粉含量的增加而下降[32]。

PP/稻殼粉復合材料表面的接觸角可以用來衡量潤濕性的程度[33-34]。PP/稻殼粉復合材料經表面改性處理后，以水為探測液時只有經酸處理的效果較好；而以甘油為探測液時，接觸角角度變化最多的是經冷水處理的樣品[35]。

3.1.3 PE/稻殼粉復合材料

PE/稻殼粉復合材料的研究目前主要集中在性能和老化兩個方面。

改性后的稻殼粉表面自由能降低，從而提高了稻殼粉在復合材料中的分散性和兩相間的接觸面積。將改性后的稻殼粉填充到PE后，PE/稻殼粉復合材料的黏附功降低了12.53 %，界面張力降低了46.2 %，而拉伸強度提高了40.52 %[36]。用180～830 μm的稻殼粉和PE-HD進行復合，當稻殼添加量增大時[37-38]：①纖維素中的羥基容易形成分子內及分子間氫鍵而導致纖維在體系中的均勻性下降,發生凝聚現象, PE/稻殼粉復合材料的拉伸強度下降；②稻殼粉用量逐步增大到70份時,稻殼粉中的剛性大分子(纖維素和木質素)會使復合材料的彎曲強度逐漸達到最大值。

PE/稻殼粉復合材料在貯存、運輸和使用過程中,由于環境因素的作用會出現外觀質量和力學性能下降，從而導致復合材料出現老化現象。廢舊PE-HD/稻殼粉復合材料在130 ℃條件下的兩相運動提高了稻殼粉和PE-HD的相容性，從而使廢舊PE-HD/稻殼粉復合材料經過熱氧老化后彎曲強度提高，而紫外老化過程中分子鏈的交聯、斷鏈和結晶會同時發生[39]。PE-HD/稻殼粉復合材料在紫外老化過程中明度會增加，纖維指數和木質素指數損失會增大，且木質素對紫外光很敏感，幾乎完全降解，紫外線吸收劑在一定程度上能減少PE-HD/稻殼粉復合材料表面褪色和裂紋的產生[40]。

3.2 聚合物/竹纖維復合材料

我國竹類資源約占世界竹類總資源的1/3[41]。竹材因具有極佳的拉伸強度(198 MPa)、彈性模量(21 MPa)近年被廣泛應用到制備竹塑增強復合材料中。聚合物/竹纖維復合材料以熱塑性聚合物充當連續相、竹粉或竹纖維充當分散相從形成的兩相結構，兩相經過接枝、偶聯等化學手段有機地結合在一起，使得竹塑復合材料集竹材和聚合物的優點于一身[42]。目前，國內外研究機構對聚合物/竹纖維復合材料的研究主要集中在物料特性、物料改性、成型工藝等幾個方面[43]。

3.2.1 物料特性

用6年生的毛竹制備的竹粉的竹纖維含量達到最高[44],竹纖維的主要成分是纖維素和木質素，含量能達到90 %以上[45]。聚合物/竹纖維復合材料的纖維形態有纖維態和粉態2種，提取竹纖維的方法有機械法和化學法，Yao等[46]研究總結了一套比較完善的竹纖維提取方法。竹粉的粒徑是影響竹纖維在塑料基體中分散程度的重要參數，目數越大，粒徑越小，聚合物基體中的分散越均勻，復合材料的力學性能越好，用作填料的竹粉一般選用75～380 μm[47]。當聚合物/竹纖維復合材料中竹粉粒徑在120～830 μm時，復合材料的拉伸強度、彎曲強度及缺口沖擊強度隨粒徑的減小而減小，當粒徑達到75 μm時,復合材料的拉伸強度、彎曲強度及缺口沖擊強度卻有所增大[48]。將粒徑125 μm的竹粉用濃度為7 %的堿液處理后，當添加量為20 %時，PP/竹纖維復合材料具有較高的力學性能[49]。PP/竹纖維復合材料的彎曲模量隨竹纖維含量的增大而先增大后減小[50]。

聚合物/竹纖維復合材料的基體材料主要有不可降解(PE、PP、PS、PVC)和可降解[聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚 - β - 羥丁酸(PHB)]2種[51]。竹纖維能明顯增強交聯聚乙烯(XLPE)/竹纖維的力學性能，竹粉也不會影響聚乙烯的松弛溫度[52]。加工溫度為160 ℃，竹纖維含量為70 %時對PLA的增韌效果最佳[53]。

3.2.2 物料改性

為去除竹子中的水分和糖份，提高竹纖維與聚合物的相容性，需要對竹纖維進行物料改性，物理改性法會使竹纖維的可及表面和小孔數量增加，從而使竹纖維和聚合物的結合程度加強。在標準大氣壓下用氬等離子體放電處理竹纖維，會提高竹纖維的表面粗糙度、潤濕能力和可染性[54]。文獻[55]對用蒸汽爆破法提取的竹纖維制備的PLA/竹纖維復合材料的力學性能進行了研究。竹纖維經過化學改性后，結構和自身性質都會發生改變，竹纖維和聚合物基體在復合過程中能形成更多的鍵位結合，從而增大了兩者的相容性[56]。堿處理能提高竹纖維的斷裂強度，與PP制備PP/竹纖維復合材料時能增大黏附力[57]。用聚乙烯蠟處理竹粉，加入馬來酸酐改性制備的復合材料性能得到了顯著提高[58]。

3.2.3 成型工藝

聚合物/竹纖維復合材料的生產成型工藝主要有擠出成型、熱壓成型和模壓成型等。

擠壓成型是工業化生產聚合物/竹纖維復合材料的主要方式，要求將竹纖維和聚合物混煉后加工成顆粒狀，加工過程中溫度不得低于基體聚合物的熔融溫度，但一般不超過200 ℃。用石墨或滑石粉包覆竹粉防止高速攪拌過程中產生靜電，放入高混機升溫至110 ℃，并抽真空10 min干燥后與偶聯劑混合，把雙螺桿擠出機擠出溫度按工藝要求設定后將填充量為65 %的竹粉與35 %的聚合物混融能制備PE-HD/竹纖維復合材料，實驗表明，由于南竹和雜竹的纖維形態不同(如圖4所示)，雜竹制備的復合材料在吸水率和厚度膨脹率方面由于南竹制備的復合材料[59]。

(a)南竹纖維顯微照片 (b)雜竹纖維顯微照片圖4 竹纖維的顯微照片Fig.4 Microphotograph of bamboo fiber

熱壓成型是將預制好的竹纖維膜片疊放入液壓機中，通過加熱加壓制成復合板材，這種工藝復合效果好且穩定，生產效率較高。將產自四川大邑竹齡3～4年、胸徑40～70 mm、竹壁厚3～6 mm的慈竹與固體含量45. 59 %、黏度36 mP·s、pH值10～11、水溶倍數為7～8倍的浸漬用低相對分子質量酚醛樹脂(PF)膠通過熱壓成型工藝(工藝流程:竹材原竹→剖分→竹束纖維可控分離→干燥→浸漬樹脂與干燥→計量→鋪裝→熱壓固化→冷卻→裁邊→板材)制備成板材規格為2 400 mm×1 220 mm×30 mm的復合材料，相對于冷壓成型生產工藝，復合材料的彎曲性能和抗剪切性能更好，但耐水性較差[60]。

制備聚合物/竹纖維復合材料最常用的是模壓成型工藝，該工藝是在一定溫度和壓力下將放在金屬模具中的竹纖維和可塑性聚合物混合物熔融成型。在竹塑配比5∶5、板坯密度0.9 g/cm3、熱壓溫度170 ℃、熱壓時間10 min的工藝參數條件下模壓成型生產聚合物/竹纖維復合材料地板基材，主要物理力學性能達到了GB/T 8102—2000中的技術指標要求[61]。

3.3 聚合物/麥秸復合材料

焚燒秸稈產生的CO2、CO、氮氧化物等有害氣體是產生霧霾天氣的主要因素之一。以麥秸粉填充熱塑性聚合物制備的聚合物/麥秸復合材料具有可持續發展、可回收利用和環境友好等特性[62]，近幾年在國內成為了新興的研究熱點,主要集中在性能研究和生產工藝。

3.3.1 性能研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/麥秸粉復合材料脆性較大，影響了其應用范圍，生物降解高分子材料聚己二酸 - 對苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBAT)是良好的增韌劑，采用60Co-γ射線對PBS-PBAT/麥秸粉復合材料進行了輻射改性，提高了復合材料的高溫分解速率，熱變形溫度上升了約11 ℃,增強了復合材料組分間的黏結性[63]。氫氧化鈉(NaOH)、乙酸(HAc)、水熱、微波4種預處理方法對麥秸稈進行不同表面處理能有效地改善PP/麥秸復合材料的耐腐蝕性，與未進行預處理相比，沖擊韌性分別提高了75.28 %、25.84 %、20.22 %、14.98 %[64]。PP/麥秸復合材料的麥秸粒徑相同時，當PP添加量增大時，復合材料的彎曲強度和彈性模量、內結合強度均有不同程度的提高，但是吸水厚度膨脹率卻明顯降低，而當麥秸和PP的配比一定時，麥秸粒徑為550～830 μm，復合材料的性能較佳[65]。PE-HD/麥秸粉復合材料的力學性能隨著麥秸粉含量的增加先降低，而后又提高，當麥秸粉含量達到60 %時，彎曲強度達到最大值70.54 MPa，而后力學性能開始下降，PE-HD/麥秸粉的力學性能優于PP/麥秸粉[66]。

3.3.2 制備工藝

用QD85107型平板硫化機(上海人造板機器廠)模壓成型制備PE/麥秸復合材料時，熱壓溫度為170 ℃時PE的流動性有助于改善麥秸纖維在PE中分散的均勻性，添加濃度5 %的改性劑(NaOH)能有效地提高復合材料的拉伸強度(46.1 MPa)和沖擊強度(13.8 kJ/m2)，這是因為NaOH處理后的麥秸纖維表面粗糙度增加，一定程度上增大了PE與麥秸纖維的機械摩擦力及嵌合力，復合材料受到外界破壞時，麥秸纖維不容易從基材中“拉脫”，如圖7所示，復合材料的力學性能得到改善[67]。用雙螺桿擠出機(江蘇科亞有限公司)制備PP/麥秸復合材料時，螺桿轉速為200 r/min時，復合材料產品質量和生產效率可以保持平衡，達到最佳狀態；擠出機一區、二區、三區、四區、五區以及機頭使用90、120、160、165、170、170 ℃的溫度進行擠壓加工成型，擠出的復合材料表面光滑，強度性能好、有韌性[68]。

(a)未處理 (b)5 % NaOH處理圖5 復合材料拉伸斷面的SEM照片Fig.5 SEM of the tensile fractured surfaces of the composites

3.4 聚合物/花生殼復合材料

花生殼是農業廢棄物之一，將花生殼和聚合物復合制備復合材料是花生殼回收再利用的新應用途徑。20世紀70年代就有研究機構研制PP/花生殼粉復合材料，隨后以花生殼為原料生產的復合材料逐步應用到了建筑材料、包裝材料和軍事材料等領域[69]。

用熱壓成型法制備PP/花生殼粉復合材料時的最優工藝參數為：熱壓時間5 min、熱壓溫度175 ℃、熱壓壓力12 MPa、花生殼粉末質量分數40 %,在此工藝條件下生產的復合材料拉伸強度(18.73 MPa)、彎曲強度(32.58 MPa)、沖擊強度(1.02 kJ/m2)俱佳[70]。在制備PE-HD/花生殼粉復合材料的過程使用相容劑Bondyram 5108對PE-HD進行改性，能有效改善花生殼粉在基體中的分散性、相容性，這有利于增大PE-HD/花生殼粉復合材料的兩相間的黏附功，從而提高復合材料的力學性能[71]。采用5 % NaOH、5 % HAc及高溫和微波水浴4種方式對花生殼粉進行預處理，能有效改善花生殼與PE-HD基體的界面相容性；如果采用NaOH和硅烷偶聯劑KH550對花生殼粉進行復合預處理，相比于只用KH550對花生殼粉進行預處理，彎曲強度提高了26.2 %，沖擊強度提高了62.1 %，浸泡192 h的吸水率由 14.9 %降低為4.1 %[72]。

3.5 其他聚合物/生物質復合材料

將狼尾草與聚合物復合制備聚合物/狼尾草復合材料是可行的，當狼尾草草粉尺寸小于15 mm、用量60份，相容劑8份時，復合材料的綜合指標最優[73]。用丙烯酸酯化環氧大豆油(AESO)與苯乙烯共聚制備AESO不飽和聚酯泡沫塑料，加入少量5 mm長的短切劍麻纖維能顯著增強復合材料的壓縮力學性能[74]。蒸汽爆破法對棉桿進行預處理能提高聚合物/棉桿復合材料的力學性能，當棉桿纖維含水量為40 %、爆破2次時，PP/棉桿復合材料能獲得最佳綜合力學性能[75]；相對于機械粉碎法, PE-HD/棉桿粉復合材料的拉伸強度提高了23.9 %，彎曲強度提高了16.0 %，而吸水率則最大降低了84.6 %[76]。隨著椰殼粉含量的增加，PP/椰殼粉復合材料的力學性能先增大后降低，當椰殼粉的含量為20 %時，復合材料的拉伸強度(31.02 MPa)和沖擊強度(8.05 kJ/m2)最佳[77]；采用聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(PP-g-GMA)對椰殼粉和PP進行增容改性，當椰殼粉含量為15 %時，與未進行增容處理相比，PP/椰殼粉復合材料的拉伸強度提高了28.4 %，沖擊強度提高了56.9 %[78]。核桃殼可完全降解、比強度高，可用于填充聚合物基體制備復合材料。KH550的添加量為核桃粉含量的6 %時，相比于未添加KH550，PLA/核桃殼粉復合材料拉伸強度(42.09 MPa)、彎曲強度(63.89 MPa)、沖擊強度(1.69 kJ/m2)分別提高了19.1 %、20.6 %、19.8 %[79]。MAPP添加量為7 %時, PP/核桃殼粉復合材料的拉伸強度比未添加界面增容劑制得的復合材料提升了 32 %；核桃殼粉、三元乙丙橡膠 (EPDM)、PP的含量比為6∶3∶1時，復合材料的韌性得到了大幅提升，相比未添加EPDM，沖擊強度提高了262 %[80]。 隨著鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)用量的添加, PVC/杜仲翅果殼粉復合材料的拉伸強度會下降，彎曲強度先升后降，但復合材料的加工性能得到了明顯改善[81]。用經過6次甲基四胺改性的腰果殼粉可以提高制備的PVC/腰果殼粉復合材料的耐水性，但復合材料的加工流動性會減弱，腰果殼粉的用量為5～10份時復合材料的力學性能最佳[82]。GMA能提高聚羥基烷酸酯/板栗殼纖維復合材料的力學性能和耐水性，對拉伸性能的提高尤其明顯[83]。PVC/榛子殼纖維復合材料的熱穩定性較好，從30 ℃加熱到800 ℃過程中，初始分解溫度為261.3 ℃，質量殘余率為31.6 %[84]。

4 結語

將廢棄的植物纖維用于制備環境友好型聚合物/生物質復合材料，既減少了對環境的污染，也實現了農林廢棄物的高值利用，也能減少人類對森林資源的依賴，具有誘人的發展前景。隨著研究的持續深入，更多性能優異的聚合物/生物質復合材料會應用到城市景觀、室內裝飾、汽車內飾、物流包裝汽車制動、抑煙阻燃、隔音隔聲等領域。

由于相關研究不是十分深入，制備工藝和方法還不是非常成熟，導致聚合物/生物質復合材料的應用還不是很廣泛。接下來的研究需進一步完善聚合物/生物質復合材料的復合機理及表征方法，也需要與企業生產實際條件結合，建立與實際生產條件接近的綜合數學模型，進一步提高聚合物/生物質復合材料的穩定性以及綜合應用性能。