生物可降解木质天然纤维复合材料研究进展_何洪城

可降解生物材料应用进展作者：何浩杰潘文彬来源：《科学与财富》2016年第19期摘要：简述了我国生物工程技术研究现状及最新研究进展，介绍了当前国际上基因改良食物风波的产生背景和最新动向，指出未来生物技术的发展取决于技术平台的宽度和高度，同时对未来生物工程技术将产生的五个平台展示了前景。

关键词：生物材料；可降解材料引言随着现代科技的发展，多个学科之间相互联系发展，生物新材料对人类的健康做出了巨大的贡献，吸引全社会全人类的关注，与此带来的是各国竞相研究开发的热潮。

根据生物材料的特点，它应该满足一定的物理机械性能、无毒性、化学稳定性、易加工成型性、在临床上能普遍运用等多个要求.其中生物相容性是新材料能否在生物医学领域应用的根本依据.材料和活体组织之间相互接受的程度就是生物相容性（Biocompatibility）。

它包括血液和组织各自的相容性。

血液相容性指的是材料与血液接触后，不破坏血液的有效成分且不引起血浆蛋白的变性，不会产生血栓和血液凝固；组织相容性是指材料组织及体液接触后，不会引起组织功能下降，不产生排异反应等。

1. 组织工程可降解生物材料在形成具有功能组织的过程中，生物材料可以为细胞提供物理及化学信息，从调节细胞的生长、分化，并引导它们形成不同的组织。

作为组织材料如果无法被身体吸收则会导致慢性炎症即“异物反应”。

所以组织工程的材料不仅仅应是无毒的、无免疫性的，并且能在体内被降解并排除体外。

此外，定量分析特异性细胞受体调节现象、细胞粘附与生长因子受体的键合、降解对创伤修复环境的反应等，还可以作为临床植入材料的设计基础。

组织工程所用生物降解材料很多，主要可分为天然降解材料、合成降解材料以及其他复合材料。

他们各有其优缺点，以下就主要的组织工程生物降解材料进行分类说明。

1.1 天然可降解材料哺乳动物体内结缔组织的主要成分是胶原，构成30%的人体蛋白质。

胶原种类中Ⅰ型胶原最为丰富。

在细胞培养中多数细胞呈现出贴壁依赖性，而欲使细胞能贴壁生长、分化、增殖和进行代谢，则需要细胞支架存在细胞结合位点；目前，用Ⅰ型胶原制造出的新材料用于组织工程，该材料已被应用于骨的再生，并已投放市场。

植物纤维多层复合装饰板材成型工艺研究何洪城1 ,陈超2 ,邓腊云1(1.湖南省林业科学院，湖南长沙 410004；2.中南林业科技大学材料学院，湖南长沙 410004)摘要：天然纤维复合材料（natural fiber reinforced plastics 简称NFRP）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型绿色复合材料。

本文所研发的植物纤维多层复合板材生产技术是将同质透心-双层压光、超临界流体-微发泡成型、橡胶开炼延压和无胶黏剂复合等多项技术相结合。

产品具有良好的物理化学性能，生产和使用过程中均不会对环境造成任何危害，可降解，符合环保材料要求，具有广阔的发展前景。

关键词：植物纤维，绿色复合材料，成型工艺Study on forming process of plant fiber multilayerdecorative boardHE Hongcheng1，CHEN Chao2，DENG Nayuan1（1Hunan Academy of Forestry，Changsha，China 410004；2Central South University Of Forestry andTechnology，Changsha，China 410004）Abstract:Natural fiber reinforced plastics is a new green composite which is rising in both China and foreign countries in recent years. The plant fiber multilayer decorative board in this paper which used with Homogeneous-double pressure light and combined with supercritical fluid foaming molding, rubber mixing delay and no adhesive gluing technique. It has great physical and chemical properties, no harm to environment in both producing and usin g, it’s also biodegradable and comply with the environmental protection material requirements and has a broad development prospect.Keywords: Plant fiber; Green composite material; Process.1 研发背景天然植物纤维(Natural Vegetable Fibers, NVF) 是自然界最丰富的天然高分子材料[1-3]，如木材、竹材、稻草、麦桔、谷糠、花生壳、甘蔗渣、椰子壳、亚麻、苎麻等，自然界中每年生长的纤维素(以天然植物纤维的形式存在)总量多达千亿吨,远远超过了地球上现有的石油总储量。

2017年第36卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3751·化 工 进展天然纤维增强聚乳酸基可降解复合材料的研究进展徐冲，张效林，丛龙康，邓祥胜，金霄，聂孙建（西安理工大学印刷包装与数字媒体学院，陕西 西安 710048）摘要：聚乳酸（PLA ）以其优异的生物降解性在可降解材料领域备受关注，然而其脆性、热稳定性以及相对较高的价格限制了其应用领域。

采用天然纤维增强PLA 复合材料是改善PLA 力学及热稳定性能的有效途径之一。

本文综述了国内外对天然纤维增强聚乳酸基可降解复合材料的研究现状及新进展，讨论了动物纤维、植物纤维改性聚乳酸复合材料的性能、技术方法及潜在应用领域。

此外，论文综述了PLA/植物纤维复合材料降解的研究进展，展望了PLA/天然纤维复合材料在降低PLA 复合材料成本、提高力学性能并保持生物降解性能等方面的发展前景。

关键词：聚乳酸；复合材料；天然纤维；力学性能；可生物降解中图分类号：TQ327 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）10–3751–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0123Progress of natural fiber reinforced polylactic acid biodegradablecompositesXU Chong ，ZHANG Xiaolin ，CONG Longkang ，DENG Xiangsheng ，JIN Xiao ，NIE Sunjian（Faculty of Printing ，Packing Engineering and Digital Media Technology ，Xi’an University of Technology ，Xi’an710048，Shaanxi ，China ）Abstract ：Polylactic acid is very attractive in the field of biodegradable materials ．However ，due to the limitation of the molecular chain structure of PLA ，its flexibility is poor and the material is brittle which make the PLA polymer unsuitable for many applications ．The mechanical and thermal stability can be improved by reinforcing it with natural fibers. This paper reviewed the research status and new progress of natural fiber reinforced polylactic acid biodegradable composites in domestic and overseas ，and discussed the properties ，technical methods and potential applications of polylactic acid composites modified by animal fiber and plant fiber ．In addition ，this paper reviewed research progress of the degradation of PLA/plant fiber composites ．The development prospects of PLA/natural fiber composite such as reducing the cost of PLA composite materials ，improving the mechanical properties and the biodegradable properties, was also predicted ． Key words ：polylactic acid ；composite materials ；natural fiber ；mechanical properties ；biodegradable随着人们生活水平的逐渐提高，对资源的需求也不断增加。

利用植物纤维制备生物可降解高分子复合材料的应用研究刘佳璇，李群(中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室，天津市制浆造纸重点实验室，天津科技大学轻工科学与工程学院，天津300457)摘要：介绍了几种植物纤维及用于复合的高分子可降解材料聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(P8S)的性能与特点，综述了植物纤维基生物可降解高分子复合材料的研究进展和现状，并对植物纤维复合生物可降解材料的应用进行了展望和总结%关键词：植物纤维；生物降解；复合材料;进展2019年，我国已经成为全球最大的塑料生产国和消费国"随着人们环保意识的提升，由不可降解材料引起的环境污染已经得到了社会各界的广泛关注"由于塑料制品材质的特殊性，其降解周期十分漫长且具有生物危害性，不利于塑料行业的可持续发展，利用天然绿色植物资源代替塑料制品已成为一种发展趋势"地球上现存的不可生资源的储量是非常有限的，天然植物为一种绿色环功能材料，由植物种籽、果实、茎、叶获得的，其产大，是一种的然资源％植物纤维具有、、可降解性能，具有广泛的用o近年，利用植物纤维制材料和功能性材料已经成为o，植物材料已经用在建筑、汽车、园林、生％本文着了植物生物可降解高分材料中的应用成果,并展望了各种材料的发展趋势"1植物纤维的分类目前，生物可降解材料的研究焦点是使用生物可降解为材料，植物1制备生产品o的年里,人们大用植物制可生物降解的材料讥通用............................植物材和亚麻籽作为聚合物材料'4沟的增强材料"图1为植物纤维的主要种用于提取的植物o植物纤维11韧皮纤维叶纤维水果/利1子纤维茎纤维草纤维木纤维马尼拉麻亚麻黄麻红麻芒麻香蕉树龙舌兰叶卡罗亚叶新西兰亚麻叶棕植1叶菠萝叶剑麻叶糖棕椰子壳棉花谷壳大麦秸秆玉米秸秆茄子秸秆水稻秸秆小麦秸秆向日葵秸秆蔗渣竹子西茎针草芦苇尊麻金黄草象草蛇草针叶木阔叶木图！植物纤维的种类通信作者：李群,**************.cn o1.1韧皮纤维此类纤维存在于黄麻、亚麻、马尼拉麻、芒麻、香蕉树和红麻等植物中，通常是从植物茎的最外层分离出来的，采用生物或化学降解，通过浸渍法提取#其中的麻纤维是一种强度很高的纤维，具有较高的结晶度和取向度，因此纤维的断裂伸长率较低，同时兼具吸湿性好、变形能力小和防腐抑菌的特点，已经广泛用于$1.2叶纤维经过、浸渍或提取等法从植物的子中得到的纤维称为叶纤维。

可生物降解木塑复合材料的国内外研究进展斯泽泽;曹积微;盛清泉;吴章康;关成【摘要】根据现阶段国内可生物降解塑料/植物纤维复合材料的研究状况,围绕植物纤维原料、偶联剂、原料预处理、降解性能等多个研究热点,重点对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)基木塑复合材料的研究展开分析,并对可生物降解塑料/植物纤维复合材料的研究趋势进行展望.%According to the research status of biodegradable plastic/plant fibre composite in China,poly butylenes succinate (PBS),polylactic acid (PLA) wood plastic composite materials were analyzed based on the research hotspots of plant fibrous material,coupling agent,pretreatment of raw material and degradation property.Research trend of biodegradable wood plastic composite was forecasted.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P101-103)【关键词】聚丁二酸丁二醇酯;聚乳酸;植物纤维;降解【作者】斯泽泽;曹积微;盛清泉;吴章康;关成【作者单位】西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】TQ321.2木塑复合材料 (Wood-Plastic Composite， WPC)是利用废弃木材、农作物秸秆等经粉碎而制成粉体后，与塑料一并作为原料，加入各种助剂，经热压复合或熔融挤出等加工工艺而制作的一种高性能、高附加值的新型复合材料，被广泛认为是一种环保的新型材料。

工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第47卷，第4期2019年4月V ol.47，No.4Apr. 2019138doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2019.04.028复合材料用天然纤维的化学处理研究进展徐定红，周颖，何玮頔，伍宏明，郭建兵(国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵阳　550014)摘要：分类总结最近几年用于天然纤维增强复合材料的常用不同化学改性方法，包括常用的碱处理、硅烷偶联、乙酰化、苯甲酰化、丙烯酸化与马来酸酐接枝处理，也包含异氰酸酯化、高锰酸盐氧化等方法。

这些化学方法可通过改善纤维表面，提高纤维表面和聚合物基体之间的粘合力，进而改善复合材料的力学性能，降低材料的吸水性。

关键词：天然纤维；复合材料；羟基化学处理中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2019)04-0138-06Progress in Chemical Treatment of Natural Fiber Reinforced Composites Using Natural FibersXu Dinghong ， Zhou Ying ， He Weidi ， Wu Hongming ， Guo Jianbing(National Engineering Research Center for Compounding and Modi fication of Polymeric Materials ， Guiyang 550014， china)Abstract:The different chemical modi fication methods used in natural fiber reinforced composites in recent years ，including common alkali treatment ，silane coupling ，acetylation ，benzoylation ，acylation and maleic anhydride, branch treatment also includes methods such as isocyanato and permanganate oxidation were summarized. These chemical methods improve the mechanical proper-ties of the composite and reduce the water absorption of the composite by improving the surface of the fiber and increasing the adhe-sion between the surface of the fiber and the polymer matrix.Keywords ：natural fiber ； composite ； hydroxyl chemical treatment 天然纤维增强复合材料由天然纤维作为增强材料和聚合物作为基体组成。

木质纤维素的降解机制及其应用研究随着人们对可再生能源的重视和环境保护的需求，生物质资源的开发和利用越来越受到关注。

而木质纤维素作为一种广泛存在于天然植物中的生物质，其再生利用具有显著的经济和环境效益。

本文将介绍木质纤维素的降解机制及其应用研究。

一、木质纤维素的结构木质纤维素是植物细胞壁的主要组分，它由纤维素微纤维互相交织构成，并与纤维素素、半纤维素、木质素、蛋白质等物质形成复杂的结构。

其中，纤维素为与酸碱溶液不发生化学反应、分子量较大的高聚物，主要由葡萄糖基组成。

而半纤维素则是另一类与纤维素类似的生物高聚多糖，由木糖、阿拉伯糖和半乳糖等单糖组成。

二、木质纤维素的降解机制木质纤维素的降解是由多种微生物共同作用而完成的。

其主要途径为：①纤维素酶的作用使纤维素分子链裂解成低聚糖和单糖，比如葡萄糖、木糖和半乳糖等；②低聚糖和单糖再被其他微生物降解代谢，生成二氧化碳和水等有机物质。

这一过程涉及多种微生物，如纤维素分解菌、产氢菌、酸化菌、甲烷菌等。

三、木质纤维素的应用研究作为一种可再生资源，木质纤维素具有广泛的应用前景。

其中一些应用领域如下：1、生物燃料制备：木质纤维素可以通过生物质发酵产生乙醇、生物柴油等生物燃料，从而减少对化石燃料的依赖，实现能源可持续发展。

2、纸张、纤维板生产：由于木质纤维素本身具有良好的机械强度和耐水性等性质，在生产纸张、纤维板等产品时可以替代传统的纤维素素和半纤维素。

3、食品、医药工业：木质纤维素可以作为食品和医药工业的添加剂，用于调节口感、增加营养物质和改善药物吸收等。

4、生态环境治理：利用微生物降解木质纤维素等生物质，可减弱土壤板结化程度，降低土壤侵蚀、防治水土流失等。

总之，木质纤维素具有丰富的资源和广泛的应用前景。

未来，随着生物技术、环保技术等技术的不断发展，木质纤维素将更广泛地应用于美好的社会建设中。

第44卷第1期2008年1月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 144,N o 11Jan.,2008天然植物纤维Π可生物降解塑料生物质复合材料研究现状与发展趋势3郭文静　王　正　鲍甫成　常　亮(中国林业科学研究院木材工业研究所　北京100091)摘　要:　由天然植物纤维材料与可生物降解塑料复合制备生物质复合材料是本世纪新的研究热点,也是复合材料科学发展的必然趋势并具有非常广阔应用前景的完全环境友好新材料。

本文从复合材料的原材料、复合途径、复合材料性能改善及复合机制等方面论述天然植物纤维Π可生物降解生物质复合材料的研究现状,并就生物质复合材料的发展趋势与前景进行分析。

关键词:　天然植物纤维;生物质复合材料;聚乳酸(P LA );聚丁二酸丁二醇酯;可生物降解中图分类号:T Q325 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2008)01-0157-07收稿日期:2007-06-05。

基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFINT 2007C02)。

3鲍甫成为通讯作者。

The Status and T rend of N atural Fiber ΠBiodegradable Plastic Bio 2CompositesG uo W enjing W ang Zheng Bao Fucheng Chang Liang(Research Institute o f Wood Industry ,C AF Beijing 100091)Abstract :　The bio 2com posites made of natural fiber and biodegradable plastics are the new research area of the new century and the entirely environmental friendly new com posites with widely use areas.In this paper ,the current status of the researches about the natural fiber Πbiodegradable plastic bio 2com posites ,such as the raw material of the com posites ,com pounding methods ,the im provements of the com posites properties ,and the mechanism of the com pounding of natural fiber with biodegradable plastics ,was summarized.The future and developing trend of the com posites was analyzed in this paper too.K ey w ords :　natural fiber ;bio 2com posites ;polylactic acid (P LA );polybutylene succinate (P BS );biodegradable用木材、麻或农业剩余物等天然植物纤维材料与聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等各种石油来源塑料复合制备复合材料在汽车内饰部件、建筑结构部件、室内外装修装饰材料等领域已有较广泛应用(Clem ons ,2002)。

木质-纤维素：取之天然回归自然何红梅【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)022【总页数】2页(P11-12)【作者】何红梅【作者单位】【正文语种】中文在人们生产生活中，各种合成或半合成石化产品生产的塑料广泛用于包装、管道、家具、汽车等领域，它们的存在仿佛无可替代。

大部分化石塑料产品都存在致命弱点——废弃之后无法生物降解，由此造成的“白色污染”已经成了地球环境的最大威胁。

又爱又恨如何取舍？我们是否可以找到一种可生物降解、性能更优越的环境友好替代品呢？美国马里兰大学的胡良兵教授给出一份让人惊讶的答卷，一个源自天然木材中纤维素和木质素强化结合的绿色创意。

让木质素融入纤维素纤维素我们都不陌生，纤维素纸就是最常见的产品。

作为地球上含量最丰富的生物聚合物，纤维素同时具备可生物降解、可再生、成本低的优势，是替代塑料产品的热门备选。

但是，纤维素即便能合成可生物降解、生态友好的绿色“塑料”，也还是有着材料力学上的遗憾。

就拿我们所认识的纤维素纸来说，仍有两个问题让人困扰不已。

一个是纤维素纸表面天然存在的亲水羟基，使其对水分过于敏感，欠缺稳定性。

二是纤维素纸松散的堆积结构和大量的空隙，限制了这种环保材料的力学性能。

木质素与纤维素一样，都是形成天然木材骨架的重要成分。

不同的是木质素具有天然疏水性和优异的力学性能。

胡良兵教授及其团队在多年研究经验中发现，纤维素与木质素结合可强化木材结构，防水又坚固。

研究团队将木质素整合到纤维素中，创新性地开发出一种木质-纤维素复合材料。

这种首次面世的新型复合材料不仅具备纤维素良好的柔韧性，同时具有木质素特有的水稳定性和优异的力学性能。

1+1>2的化学试验胡良兵教授及其团队通过连续渗透和机械热压处理，把木质素作为一种增强基质，掺入到纤维素纤维支架中，最后得到的木质-纤维素复合材料呈现出强强联合的出色性能。

木质素与纤维素之间具有良好的界面相容性，性能相辅相成。

生物可降解材料研究新进展随着全球环保意识的不断加强，人们对于使用环保材料的需求也越来越多。

在这个大背景下，生物可降解材料作为一种新型材料逐渐进入人们的视野，被广泛应用于包装、医疗等领域。

本文将从材料的性质、分类及应用等多个方面来介绍生物可降解材料的新进展。

一、生物可降解材料的性质生物可降解材料是指能够被自然界中真菌、细菌、植物以及动物一些酶类所分解，最终转化为水、二氧化碳等物质的一类材料。

相对于传统的合成材料，生物可降解材料具有以下几个特点：1. 生物可降解材料的环保性能更加优越。

生物可降解材料在分解过程中只产生水和二氧化碳等常见物质，不会对环境造成很大的有害污染。

2. 生物可降解材料容易被回收利用。

相比于传统材料，生物可降解材料可以在制造过程中大量使用循环利用的资源，使得生产成本更低。

3. 生物可降解材料具有更好的可加工性。

生物可降解材料可以制成各种图形和规格，可塑性更高，可以满足用户对于各种需求的要求。

二、生物可降解材料的分类生物可降解材料目前主要包括以下几个方面：1. 生物可降解塑料：生物可降解塑料是以淀粉、聚乳酸等为主要原材料制造的塑料，它可以随着时间的推移逐渐分解为无毒的有机物。

2. 生物可降解纤维：生物可降解纤维是以天然植物纤维为主要原材料，经过特殊加工工艺形成的无危害环境的纤维。

3. 生物可降解包装材料：生物可降解包装材料是以生物可降解材料为主要原料制成的具有一定程度降解能力的包装材料，包括纸质、随机降解塑料袋、甘蔗餐具等。

三、生物可降解材料的应用1. 医疗方面：医用生物降解材料被广泛应用于人体组织修复、脑部手术及导管应用等领域，它具有低刺激性、良好的免疫适应性和一定的生物降解性能。

2. 环保包装：生物可降解包装材料被广泛应用于各类食品、草药、江鱼等农产品的包装上，能够更好的满足人们的需求，减少随机杂物对自然环境造成的污染。

3. 环保餐具：生物可降解餐具是指能够快速分解的餐具，包括一次性纸汤匙、甘蔗餐具、木质刀叉等，这类餐具具有很好的生物降解性能，能够让市民在享受美食的同时，也降低了家庭和社区生活垃圾的量。