朱碧華，何春霞，石峰，王興華，史金棉，陳揚(yáng)

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇省智能化農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)試驗(yàn)室，南京 210031）

植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料研究進(jìn)展*

朱碧華，何春霞，石峰，王興華，史金棉，陳揚(yáng)

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇省智能化農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)試驗(yàn)室，南京 210031）

簡(jiǎn)要介紹了稻殼、椰殼、核桃殼、花生殼等植物殼纖維利用現(xiàn)狀及其主要組成成分，闡述了稻殼、椰殼、核桃殼、花生殼等植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的研究進(jìn)展。針對(duì)植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了植物殼纖維替代木粉、竹纖維等傳統(tǒng)增強(qiáng)纖維制備木塑復(fù)合材料和大力發(fā)展新型植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的發(fā)展方向，并展望了植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的應(yīng)用前景。

植物殼纖維；復(fù)合材料；研究進(jìn)展

植物種殼、果殼屬于天然植物纖維，來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，常被當(dāng)做農(nóng)林廢棄物進(jìn)行焚燒處理，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境［1–3］。近年來(lái)，一些科研工作者為實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物高值利用和綠色環(huán)保復(fù)合材料研發(fā)，開(kāi)展了將其用于填充制備植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的相關(guān)研究，為植物種殼、果殼的資源化利用提出了新的研究方向。筆者綜述了近年來(lái)稻殼、椰殼、核桃殼、花生殼等植物纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的研究進(jìn)展，分析了其發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景。

1 稻殼及其增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料

我國(guó)是世界上最大的水稻生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，稻殼資源非常豐富。稻殼硅含量高，表面堅(jiān)硬，不易被細(xì)菌分解，且堆積密度小，目前主要將其作為飼料應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)，但稻殼飼用營(yíng)養(yǎng)含量很低［4］。稻殼經(jīng)打碎制成稻殼粉，可用于制備稻殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料。表1為稻殼的主要組成成分［5］。

表1 稻殼的主要組成成分 %

楊科研等［6］研究了高密度聚乙烯（PE-HD）/稻殼粉復(fù)合材料的等溫結(jié)晶行為。研究發(fā)現(xiàn)，稻殼粉對(duì)復(fù)合材料具有明顯的異相成核作用，可以促進(jìn)復(fù)合材料的結(jié)晶，稻殼粉的加入使得PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料結(jié)晶速率增大。同時(shí)，在結(jié)晶溫度范圍內(nèi)，PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料的結(jié)晶速率隨著結(jié)晶溫度升高有所下降、結(jié)晶時(shí)間有所延長(zhǎng)。

張麗等［7］研究了稻殼粉經(jīng)表面改性后填充制備聚丙烯（PP）/稻殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究表明，經(jīng)堿處理改性后的稻殼粉松散且存在空隙，表面比較粗糙，在與PP混合時(shí)，熔融的PP很容易滲入稻殼間隙中并形成良好的結(jié)合界面，有利于提高PP與稻殼粉之間的界面相容性，從而提高PP/稻殼粉復(fù)合材料力學(xué)性能；經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，稻殼粉表面的羥基基團(tuán)易與硅烷分子發(fā)生反應(yīng)，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，降低稻殼粉表面極性，達(dá)到改善稻殼粉與PP相容性的效果，從而提高PP/稻殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能。

何春霞等［8］研究了稻殼粉的粒徑和含量對(duì)PP/稻殼粉復(fù)合材料力學(xué)性能影響，并分析了復(fù)合材料的破壞機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，稻殼粉粒徑為245 μm、含量為PP質(zhì)量30%時(shí)，PP/稻殼粉復(fù)合材料力學(xué)性能最佳，其拉伸強(qiáng)度為23.69 MPa，彎曲強(qiáng)度為36.54 MPa；稻殼粉含量較低時(shí)，稻殼粉與PP有較好的界面結(jié)合，PP/稻殼粉復(fù)合材料的破壞為韌性破壞；稻殼粉含量較高時(shí)，稻殼粉與PP界面相容性較差，PP/稻殼粉復(fù)合材料的破壞為脆性破壞。

沈鈺程［9］研究了PP/稻殼粉復(fù)合材料的吸水性和熱穩(wěn)定性。通過(guò)研究比較相同條件制備的四種PP/天然植物纖維（稻草、松木、蔗渣、稻殼）復(fù)合材料，結(jié)果表明，PP/稻殼粉復(fù)合材料的耐水性和熱穩(wěn)定性最好，水分?jǐn)U散系數(shù)為0.96×10-10m2/h，熱解殘余率為31.2%；馬來(lái)酸酐（MAH）接枝聚丙烯（PP-g-MAH）和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）增韌劑的添加使得PP/稻殼粉復(fù)合材料的吸水性降低。

周?chē)樞堑龋?0］研究了PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料的老化性能。研究發(fā)現(xiàn)，在陽(yáng)光曝曬環(huán)境和戶外陰面自然環(huán)境中，PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料的彎曲性能均有所下降，且戶外陰面自然環(huán)境比陽(yáng)光曝曬環(huán)境對(duì)PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料的彎曲性能影響更大，在陽(yáng)光曝曬環(huán)境和戶外陰面自然環(huán)境中放置6個(gè)月后，PE-HD/稻殼粉復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度分別下降了15.75%和23.77%。

胡圣飛等［11］研究了聚氯乙烯（PVC）/稻殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究表明，采用經(jīng)甲基丙烯酸甲酯（MMA）和硅烷偶聯(lián)劑改性后的稻殼粉填充制備PVC/稻殼粉復(fù)合材料，可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，經(jīng)MMA改性可較大幅度地提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，用硅烷偶聯(lián)劑改性則對(duì)提升材料的沖擊韌性效果更佳，而在材料中加入彈性體增韌劑氯化聚乙烯（PE-C）可進(jìn)一步提高材料的沖擊強(qiáng)度。采用100 份PVC、6份PE-C、40份稻殼粉、1份硅烷偶聯(lián)劑，制得的復(fù)合材料的力學(xué)性能最好，其沖擊強(qiáng)度為13 kJ/m2，拉伸強(qiáng)度為23 MPa。

Yeh Shu-Kai等［12］研 究 了PP-g-MAH，MAH接 枝SEBS （SEBS-g-MAH）和2%的PP-g-MAH與1%的SEBS-g-MAH組合三種界面增容劑對(duì)PP/稻殼粉復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，2%的PP-g-MAH與1%的SEBS-g-MAH組合作為增容劑對(duì)提高復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和降低復(fù)合材料的吸濕性作用效果最為顯著，其處理制備的復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度為50.42 J/m，比未處理制備的復(fù)合材料提升了40.72%；吸濕率為9.38%，比未處理制備的復(fù)合材料降低了17.6%。Yeh Shu-Kai等還用氫氧化鈉、硅烷偶聯(lián)劑以及氯化氫+氫氧化鈉+硅烷偶聯(lián)劑組合三種處理方式分別對(duì)稻殼進(jìn)行表面處理，采用處理后的稻殼粉填充制備PP/稻殼粉復(fù)合材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三種處理方式均能提高復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度，但對(duì)拉伸性能影響不大；堿性處理會(huì)提高復(fù)合材料的吸濕率，經(jīng)氫氧化鈉和氯化氫+氫氧化鈉+硅烷偶聯(lián)劑兩種處理方式改性處理后，制得的復(fù)合材料的吸濕率分別提高了35%和9.7%，而經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后則降低了6%。

2 椰殼及其增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料

我國(guó)在2000年前開(kāi)始種植栽培椰子，主要種植地區(qū)集中在海南省。椰子內(nèi)果皮俗稱椰殼，占整個(gè)椰子質(zhì)量的12%～15%。椰殼木質(zhì)素含量高，質(zhì)地堅(jiān)硬，耐潮性好，主要用于雕刻加工成各種工藝品［13］。近年來(lái)也有一些關(guān)于將椰殼作為增強(qiáng)纖維制備木塑復(fù)合材料的研究報(bào)道。表2為椰殼的主要組成成分［14–15］。

表2 椰殼的主要組成成分 %

楊尚毅等［16］研究了PP/椰殼粉復(fù)合材料的增容改性。研究發(fā)現(xiàn)，聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物（PP-g-GMA）對(duì)椰殼粉和PP有較好的增容效果，其用量為椰殼粉質(zhì)量的15%時(shí)效果最佳，與未進(jìn)行增容處理制備的復(fù)合材料相比，采用增容處理制備的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高了28.4%和56.9%；在PP中加入椰殼粉可顯著提高PP的熱穩(wěn)定性，經(jīng)PP-g-GMA增容改性后的PP/椰殼粉復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性進(jìn)一步得到改善。

葉世榮［17］對(duì)PP/椰殼粉復(fù)合材料進(jìn)行了比較全面的研究。研究了椰殼粉用量對(duì)PP/椰殼粉復(fù)合材料力學(xué)性能影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著椰殼粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，PP/椰殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中當(dāng)椰殼粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，椰殼粉對(duì)PP的增強(qiáng)效果最佳，其拉伸強(qiáng)度為31.02 MPa，沖擊強(qiáng)度為8.05 kJ/m2。同時(shí)還研究了PP-g-GMA對(duì)PP/椰殼粉復(fù)合材料加工流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性的影響，研究表明，PP-g-GMA的加入可以改善椰殼粉的分散性，使PP的結(jié)晶溫度降低，比純PP的結(jié)晶溫度降低了11℃，顯著地改善了PP/椰殼粉復(fù)合材料的加工流動(dòng)性。而且PP-g-GMA增容的復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐熱分解性能，與純PP相比，起始分解溫度和分解50%時(shí)的溫度分別提高了50.4℃和37.5℃。

趙連云［18］采用氫氧化鈉溶液浸泡后的椰殼纖維填充共聚聚丙烯（IPC）制備復(fù)合材料，分別添加鈦酸酯偶聯(lián)劑、PP-g-GMA增容劑和丙烯酸接枝熔融共聚聚丙烯（AA-g-IPC）增容劑，以增強(qiáng)椰殼粉和IPC之間的界面相容性，研究了不同增容劑對(duì)復(fù)合材料界面相容性的影響。研究表明，鈦酸酯偶聯(lián)劑、PP-g-GMA增容劑和AA-g-IPC增容劑的加入都使IPC/椰殼粉復(fù)合材料的抗變形能力有所提升，三種助劑對(duì)增強(qiáng)椰殼粉和IPC之間相容性的效果從大到小依次為：PP-g-GMA，AA-g-IPC及鈦酸酯偶聯(lián)劑。

3 核桃殼及其增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料

核桃廣泛種植于我國(guó)南方，其中云南省為我國(guó)核桃產(chǎn)量最大的省份。核桃取仁后剩下的核桃殼為農(nóng)林廢棄物，多被農(nóng)戶當(dāng)成燃料燃燒，利用價(jià)值遠(yuǎn)沒(méi)有得到體現(xiàn)［19］。核桃殼可完全降解、比強(qiáng)度高，可用于填充塑料基體制備木塑復(fù)合材料。表3為核桃殼的主要組成成分［20］。

表3 核桃殼的主要組成成分 %

劉繼云［21］采用硅烷偶聯(lián)劑（KH–550）對(duì)核桃殼粉進(jìn)行偶聯(lián)處理，通過(guò)熔融共混的方式制備聚乳酸（PLA）/核桃殼粉復(fù)合材料，研究了填料對(duì)PLA/核桃殼粉復(fù)合材料力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響。研究表明，KH–550添加量為核桃殼粉質(zhì)量的6%時(shí)，PLA/核桃殼粉復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度分別為42.09 MPa，63.89 MPa，1.69 kJ/ m2，比未處理的復(fù)合材料分別提高了19.1%，20.6%，19.8%。核桃殼粉的加入使得復(fù)合材料的熱降解活化能降低，促進(jìn)了復(fù)合材料的熱降解。同時(shí)，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性因?yàn)椴捎霉柰榕悸?lián)劑對(duì)核桃殼粉處理而有所提高。

魏哲梅［22］研究了PP/核桃殼粉復(fù)合材料的制備及其力學(xué)性能。結(jié)果表明，PP-g-MAH界面增容劑有利于增強(qiáng)核桃殼粉與PP基體的界面結(jié)合，提升PP/核桃殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能，當(dāng)添加量為7%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比未添加界面增容劑制得的復(fù)合材料提升了32%；三元乙丙橡膠（EPDM）可大幅度增強(qiáng)復(fù)合材料的韌性，在其它條件相同情況下，由60%核桃殼粉、30% EPDM和10% PP制備的復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度與未添加EPDM的復(fù)合材料相比提高了262%。PP-g-MAH和EPDM混合使用會(huì)發(fā)生協(xié)同作用，可進(jìn)一步提升PP/核桃殼粉復(fù)合材料的綜合性能，而對(duì)材料的熱穩(wěn)定性能和結(jié)晶性能影響不大。

高留意等［23］研究了廢白土對(duì)低密度聚乙烯（PE-LD）/ WSP復(fù)合材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，PE-LD/核桃殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能及加工流動(dòng)性能隨著廢白土加入量的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)其添加量為1%時(shí)復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工流動(dòng)性均達(dá)到最佳值，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熔體流動(dòng)速率與未添加廢白土制備的復(fù)合材料相比分別提高了54.3%，12.5%和63.5%。過(guò)量廢白土的加入會(huì)降低核桃殼粉在PE-LD樹(shù)脂中的分散性，從而減弱復(fù)合材料的力學(xué)性能及加工流動(dòng)性能。

N. Ayrilmis等［24］研究了PP/核桃殼粉復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，核桃殼粉填料的加入，可顯著提高復(fù)合材料的拉伸彈性模量和彎曲彈性模量，但拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度卻有所降低，當(dāng)核桃殼粉添加量由PP質(zhì)量的40%增加到60%時(shí)，拉伸彈性模量和彎曲彈性模量分別提升了15.76% 和18.19%，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別降低了24.08%和31.96%。同時(shí)，增容劑PP-g-MAH的加入可以改善核桃殼粉和PP的結(jié)合界面，提高復(fù)合材料力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，加入PP質(zhì)量3%的PP-g-MAH后制得的PP/核桃殼纖維復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度分別比未添加增容劑制得的PP/核桃殼纖維復(fù)合材料提高了33%和13%，斷裂伸長(zhǎng)率提高了7%。

4 花生殼及其增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料

我國(guó)是世界三大花生生產(chǎn)國(guó)之一，花生殼資源豐富。來(lái)源豐富的花生殼除了少部分被用作燃料和飼料外，大部分都被扔掉或焚燒，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)?；ㄉ鷼ぶ泻写罅康拇掷w維［25］，可用于充當(dāng)木塑復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。近年來(lái)，開(kāi)發(fā)利用花生殼已引起科研工作者的重視，并取得一定進(jìn)展。表4是花生殼的主要組成成分。

表4 花生殼的主要組成成分 %

姚雪霞等［26］分別采用5%氫氧化鈉，5%乙酸及高溫和微波水浴四種方式對(duì)花生殼粉進(jìn)行預(yù)處理，再用硅烷偶聯(lián)劑（KH–550）處理花生殼粉，用模壓方法制備PE-HD/花生殼粉復(fù)合材料，研究了預(yù)處理對(duì)PE-HD/花生殼粉復(fù)合材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，氫氧化鈉預(yù)處理可增加花生殼粉中纖維素的含量，減少半纖維素和木質(zhì)素的含量，增加纖維素的相對(duì)結(jié)晶度，從而較好地改善木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能；用NaOH與KH–550復(fù)合預(yù)處理對(duì)增強(qiáng)PE-HD/花生殼粉復(fù)合材料的防水性能最為有效，其192 h的吸水率為4.1%，而只用KH–550處理制得的復(fù)合材料192 h的吸水率為14.9%。

高巧春等［27］研究了增容劑Bondyram 5108的加入對(duì)PE-HD/花生殼粉復(fù)合材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Bondyram 5108的加入使得PE-HD表面的自由能增加，添加花生殼粉質(zhì)量3%的Bondyram 5108，可使得PE-HD的表面極性和非極性分量分別增加2%和30.89%，花生殼粉在PE-HD基體中的分散性得以提高，另外還改善了兩者的界面相容性，有利于提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，加入3%的Bondyram 5108后復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了31.9%。

崔靖等［28］研究了PP/花生殼粉復(fù)合材料的制備配方和工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度隨著花生殼粉質(zhì)量的增加而呈先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)花生殼粉質(zhì)量為PP質(zhì)量的40%時(shí)取得最大值；而復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度隨著花生殼粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加反而變小。制備PP/花生殼粉復(fù)合材料的最優(yōu)工藝為：花生殼粉質(zhì)量為PP質(zhì)量的40%，熱壓溫度為175℃，熱壓壓力為12 MPa，熱壓時(shí)間為5 min，此時(shí)制得復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均較好，分別為18.73 MPa，32.58 MPa和1.02 kJ/m2，滿足一般家居填充物要求。

N. F. Zaaba等［29］研究了聚乙烯醇（PVAL）對(duì)PP/花生殼粉復(fù)合材料性能的影響。研究表明，PVAL的加入可以改善花生殼粉和PP之間的界面相容性，表現(xiàn)在拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率都有一定程度的提高，同時(shí)也提高了PP/花生殼粉復(fù)合材料的吸水性。

5 其它植物殼纖維及其增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料

不同殼類材料具有不同的成分和結(jié)構(gòu)，會(huì)直接影響以其為填充相、以塑料為基體的復(fù)合材料的性能［30–31］。為制備符合性能需求的木塑復(fù)合材料，還有一些植物殼纖維被用于填充塑料基體制備木塑復(fù)合材料，如杜仲翅果殼、腰果殼、板栗殼、榛子殼等。

李春霞等［32］研究了添加鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）對(duì)PVC/杜仲翅果殼粉復(fù)合材料性能的影響。發(fā)現(xiàn)DOP的加入能夠明顯改善復(fù)合材料的加工性能，但力學(xué)性能有明顯降低。隨著DOP用量的增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，而彎曲強(qiáng)度呈先上升后下降趨勢(shì)。

肖建平等［33］通過(guò)采用經(jīng)六次甲基四胺改性的腰果殼粉填充制備了PVC/腰果殼粉復(fù)合材料并研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐水性能和加工性能。研究表明，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度隨著腰果殼粉用量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)腰果殼粉用量為5～10份時(shí)復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳。同時(shí)，采用經(jīng)六次甲基四胺改性的腰果殼粉制備PVC/腰果殼粉復(fù)合材料，可提高復(fù)合材料的耐水性，但會(huì)減弱復(fù)合材料的加工流動(dòng)性。

Wu Chin-San等［34］研究了GMA對(duì)聚羥基烷酸酯/板栗殼纖維復(fù)合材料性能的影響。研究表明，GMA的加入可以提高聚羥基烷酸酯/板栗殼纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐水性能，尤其是拉伸性能得到顯著提高。

朱碧華等［35］分別采用榛子殼、椰殼、稻殼和PVC經(jīng)同一方案制備了三種PVC/植物殼纖維復(fù)合材料并比較了其力學(xué)性能、吸水性能和熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，三種植物殼纖維中稻殼的纖維素含量最高，PVC/稻殼纖維復(fù)合材料具有較好的界面結(jié)合和力學(xué)性能，其彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別比PVC/椰殼纖維復(fù)合材料提高4.34%，12.78%和7.32%，比PVC/榛子殼纖維復(fù)合材料提高24.87%，28.42% 和34.37%。三種PVC/植物殼纖維復(fù)合材料中，PVC/椰殼纖維復(fù)合材料的吸水性較小，其24 h吸水率為0.600 5%；PVC/榛子殼纖維復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性較好，從30℃加熱到800℃過(guò)程中，初始分解溫度為261.3℃，質(zhì)量殘余率為31.6%。

6 發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景

（1）植物殼纖維替代傳統(tǒng)木塑復(fù)合材料增強(qiáng)纖維。

植物種殼、果殼屬于農(nóng)林廢棄物，相比于傳統(tǒng)的木塑復(fù)合材料增強(qiáng)纖維（木粉、竹粉、麻纖維等）利用率更低，利用途徑更少，利用方式較為粗放，故將植物殼纖維用于填充塑料基體制備木塑復(fù)合材料既實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)林廢棄物的高值利用，也減少了人們對(duì)木材、竹材等利用途徑廣泛的森林資源的依賴。

（2）大力發(fā)展新型植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料。

從上述植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的研究進(jìn)展可以看出，對(duì)植物殼纖維進(jìn)行改性處理和提高殼類纖維和塑料基體之間的界面相容性以期得到性能更加優(yōu)良的木塑復(fù)合材料依然是目前的研究熱點(diǎn)。但隨著木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，在不同的領(lǐng)域，人們希望木塑復(fù)合材料具有更出色的特色性能，例如：用于戶外景觀地板、護(hù)欄的木塑復(fù)合材料長(zhǎng)期經(jīng)受日曬雨淋，故需要具有更好的防水性能和防腐、防老化性能。通過(guò)增添相應(yīng)的助劑，優(yōu)化復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得木塑復(fù)合材料具有更出色的特色性能以滿足具體工程應(yīng)用的需求是植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的未來(lái)發(fā)展方向，即應(yīng)大力發(fā)展更具特色性能的新型植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料。

（3）應(yīng)用前景。

目前植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，隨著相關(guān)研究的增多、制備工藝與方法的成熟，植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料將會(huì)代替部分傳統(tǒng)的木塑復(fù)合材料被應(yīng)用到家居裝飾、戶外地板、景觀護(hù)欄、汽車(chē)內(nèi)飾、物流包裝等領(lǐng)域。隨著研究的深入，新型植物殼纖維增強(qiáng)塑料基復(fù)合材料的制備及其性能研究會(huì)進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，有望在汽車(chē)制動(dòng)、冷鏈輸送、隔音隔聲、抑煙阻燃等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

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Research Progress of Plant Husk Fibers Reinforced Plastic Based Composites

Zhu Bihua， He Chunxia， Shi Feng， Wang Xinghua， Shi Jinmian， Chen Yang
（College of Engineering， Nanjing Agricultural University， Key Laboratory of Intelligent Agricultural Equipment in Jiangsu Province， Nanjing 210031， China）

The utilization status and primary compositions of plant husk fibers were reviewed. Research progress of plant husk （i.e.，rice-husk，coconut shell，walnut shell，peanut shell，etc.） fibers-reinforced plastic based composites were introduced respectively. Based on the development status of plant husk fibers-reinforced plastic based composite，the development trend （i.e.，plant husk fiber replacing conventional reinforced fibers as reinforcements for manufacturing wood-plastic composite and striving to develop new plant husk fibers-reinforced plastic based composite） was proposed. Application prospects of plant husk fibers-reinforced plastic based composite were analyzed.

plant husk fiber；composite；research progress

TB332

A

1001-3539（2016）07-0142-05

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.07.028

*國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（SRT）（201510307090）
聯(lián)系人：何春霞，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樯镔|(zhì)復(fù)合材料

2016-04-18