隨著木材資源的日益短缺，傳統(tǒng)塑木復(fù)合材料的原材料選擇開始轉(zhuǎn)向農(nóng)作物秸稈，秸稈稈、蘆葦稈、水稻稈、棉稈等作為重要的農(nóng)作物秸稈資源，量大價(jià)廉，可再生，可降解，具有較大的利用價(jià)值。傳統(tǒng)利用方式難以生產(chǎn)高附加值的工業(yè)產(chǎn)品，綜合利用率低，大量的秸稈長(zhǎng)期以來并沒有得到有效合理的利用，導(dǎo)致其成為一種廢棄資源，加上焚燒等不當(dāng)處理方式，既浪費(fèi)了寶貴的生物質(zhì)資源，又帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。
近年來，行業(yè)內(nèi)逐漸形成了“以秸代木”的新訴求。在塑木復(fù)合材料制造領(lǐng)域，秸塑復(fù)合材料的概念近年來被我國(guó)率先提出。秸塑復(fù)合材料(Straw-plasticComposites,SPC)是一種以低于一年生植物纖維生長(zhǎng)物，如秸稈、棉桿、甘蔗渣等為原料，經(jīng)粉碎和界面增容處理，與一定比例熱塑性塑料及助劑共混，通過擠出、熱壓或注射等成型工藝制備的兼具生物基材料與塑料特點(diǎn)的一種新型環(huán)保可回收材料。在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展背景下，可再生資源受到越來越多的重視，而將秸稈用于塑木復(fù)合材料的生產(chǎn)，變廢為寶，生產(chǎn)出綠色環(huán)保、具有較高附加值的塑木產(chǎn)品，既拓展了秸稈的利用途徑，緩解我國(guó)木材資源供求矛盾，也為塑木行業(yè)注人新鮮的血液，并對(duì)我國(guó)加強(qiáng)農(nóng)林剩余物資源的回收利用、減輕環(huán)境生態(tài)壓力具有深遠(yuǎn)意義。
研究表明秸稈纖維表面含有強(qiáng)極性的親水基團(tuán)，與表面疏水性強(qiáng)的塑料.難以形成良好的界面相容。因此，如何解決秸稈與塑料兩者界面相容性差，優(yōu)化兩者界面粘合性能是秸塑復(fù)合材料研究的重中之重。值得注意的是，相對(duì)于木粉/竹粉，秸稈表面存在一層生物質(zhì)脂質(zhì)組分，抑制了膠私劑對(duì)秸稈內(nèi)部的滲透，此外，秸稈粉纖維導(dǎo)管組織方向單一，纖維負(fù)載率低，削弱了塑料在熔融后對(duì)秸稈纖維的穿插性，造成了秸塑復(fù)合材料中秸稈組分含量難以提升。因此，將秸稈用于生產(chǎn)塑木復(fù)合材料時(shí)，其界面改性過程將不同于傳統(tǒng)塑木復(fù)合材料，具有一定的特殊性。秸塑復(fù)合材料制備過程中的界面改性相關(guān)技術(shù)及研究成果，有物理改性、化學(xué)改性、生物改性等方法。
秸稈與木材化學(xué)成分相似，但比例有所不同，不同地區(qū)所產(chǎn)的秸稈在組分比例上會(huì)略有差距，以秸稈與云杉化學(xué)成分對(duì)比為例，麥秸的纖維素含量相對(duì)較低，但灰分礦物質(zhì)和熱水抽提物含量要遠(yuǎn)高于木材，且主要集中于秸稈外層。秸稈的熱水抽提物主要成分為麥秸表面蠟質(zhì)層。我國(guó)作為世界農(nóng)業(yè)大國(guó)，同時(shí)也是塑料制品消費(fèi)大國(guó)，每年產(chǎn)生的大量秸稈與回收塑料為秸塑復(fù)合材料的生產(chǎn)奠定了良好了原材料基礎(chǔ)，而克服秸稈與塑料界面不相容特性是助推秸塑復(fù)合材料在我國(guó)塑木復(fù)合材料制造行業(yè)內(nèi)推廣所必須解決的一大關(guān)鍵問題。
秸塑復(fù)合材料界面改性技術(shù)與傳統(tǒng)秸稈人造板界面改性技術(shù)有著一定的不同，其主要原因在于塑料對(duì)極性秸稈表面的不相容性。為此，秸塑復(fù)合材料界面改性技術(shù)主要通過從物理角度增大膠接比表面積與空隙，促進(jìn)機(jī)械膠合，具體實(shí)施手段諸如機(jī)械粉碎、高頻高溫以及離子處理等;從化學(xué)角度降低秸稈表面極性或增加塑料極性以及通過偶聯(lián)劑增容的方式增強(qiáng)塑料對(duì)秸稈的結(jié)合能力，具體實(shí)施方式有馬來酸醉接枝塑料高分子、偶聯(lián)劑接枝秸稈以及對(duì)秸稈進(jìn)行堿、生物處理的手段。
