目前，“以竹代塑”领域缺乏将竹材直接转化为塑料制品的新技术与新方法。竹子因具有快速生长、可再生、生物降解和环境友好等特性，被视为石油基塑料的潜在替代品。然而，竹材固有自结合能力较弱，通常需与胶黏剂或其他材料进行复合，从而导致潜在的塑料和空气污染问题，尤其是使用石油基高分子胶黏剂时；此外，相对于石油基塑料而言，竹材天然可塑性不足，在成型工艺中需依赖水热处理软化和成型，从而限制了其应用范围。鉴于此，国家林业和草原局竹子研究开发中心以竹代塑创新团队郭登康助理研究员、李景鹏副研究员联合福建农林大学“竹材精准增值利用”国家林草创新团队余雁教授，利用竹材细胞壁定向活化与模压技术，成功将竹材直接加工成高强度、耐水以及可降解的全竹热固性塑料异形产品。该研究成果以“Conversion of Bamboo into Strong, Waterproof, and Biodegradable Thermosetting Plastic through Cell Wall Structure Directed Manipulation”为题在材料科学领域一区Top期刊《ACS Nano》上发表。
研究团队从竹材固有自结合性弱与可塑性差的根本原因——细胞壁结构与组分出发，通过亚氯酸钠/醋酸选择性去除部分木质素以及高碘酸创制钠定向进行醛基化糖单元策略，实现了对竹材细胞壁结构与组分的定向重构，并同时提高了竹材单元反应活性和可塑性。通过简单的热压致密化工艺，将竹材直接转化为热固性塑料产品（图1）。的全竹热固性塑料抗拉强度为50 MPa，弯曲强度为80 MPa，弯曲模量为5 GPa，邵氏硬度接近90，与聚苯乙烯（PS）、酚醛树脂（PF）和聚氯乙烯（PVC）等硬质塑料相当。
中国林科院储富祥研究员对本论文进行了宝贵指导。该工作得到了中国林科院优秀青年创新人才项目、中国工程院战略研究与咨询项目、国家自然科学基金项目等经费的资助。
(文章来源：世界竹藤通讯)
