华农从废物到能材“新星”，取得了“废物利用”技术的新突破

2024-11-29

看似无用的木渣、废塑料等。

“边角料”

还可以成为能源材料家族

“小骄傲”？

此前，由华南农业大学王清文教授牵头的生物质工程研究院、材料与能源学院等单位研究人员共同研发的木塑复合材料核心技术相关项目，荣获广东省技术发明奖一等奖，实现了学校在这类奖项上的零突破。

木塑复合材料技术是生物基础技术的重要应用和发展方向。木渣废塑料是如何“蜕变”栋梁材料的，制备工艺成本低，环保。

创新突破

塑胶与木纤维复合成高性能建材

团队负责人王清文教授介绍，木塑复合材料(以下简称木塑)是一种热固性塑料。（PE、PP、聚氯乙烯等。)作为基体，通过熔化复合、挤压成型(挤出、注塑、模压)制备的复合材料，以木纤维(木/竹加工废物、作物秸秆等)为添加增强材料，是大规模高效利用农林生物质资源和废塑料的有效途径。它还是一种环境友好材料，具有突出的整体性能和显著的生态和经济效益。

王清文教授团队负责人

从科学原理上讲，热固性塑料可以通过加热包裹细木纤维，制成各种形状和尺寸的建筑材料，其中木纤维可以提高建筑材料的整体强度和硬度。

传统木塑有两个缺陷。一是材料强度不够，脆，容易蠕变；另一个是不防火，耐候性差。然而，经过王清文团队20多年的技术研究，这两个缺陷已经成功克服。

此外，在动态界面流变理论创新的基础上，王清文团队利用多元化复合、协同增效策略，补充了不同组元的优势，最终突破了传统木塑易蠕变、脆性破碎等技术瓶颈，创造了轻质、高强度、多功能、节能高效的木塑制造新技术，完成了农林生物质小材大用、劣质材料优质、回收利用。

同时，这种木塑材料的所有原料不仅不含甲醛，而且不含芳烃，不含重金属，所以不用担心木塑建材的环保问题。

木塑的“新版本”有这些优点

节能低碳:木塑是典型的生态建材。大量固体废物、木材、竹子、秸秆、废塑料等。在生产过程中可以广泛使用，为固体废物的回收找到了重要的出路，是破解环境污染的“顽症”、有力的方法可以帮助实现“双碳”目标，变废为宝。

轻质高强度:综合物理力学性能优异。团队新技术生产的木塑材料强度和韧性都很好。它们不仅可以用作地板，还可以用作柱子、横梁等承重材料。因此，他们可以用木塑材料建造一个“木屋”甚至三层别墅。

材料耐候性好:具有耐水、防潮、耐腐蚀、防虫等优点。在景区公园，用木塑材料覆盖亭台楼阁，既能保留中国美学的木质美感，又不用担心昆虫和腐烂。在木塑材料上，木纤维被塑料覆盖，塑料可以阻挡微生物的胞子传播，从而实现物理防潮防腐。

材料可回收利用:木塑材料可实现20年免维护，20年后，材料可再次粉碎造粒回收利用。实验室模拟结果显示，木塑材料回收7次后，强度损失仍不超过15%，换句话说，其85%的性能可以保留。

生产成本低:木塑设备的生产成本低于实木材料，不像实木地板那样容易开裂腐烂。因此，在消费者接受度逐步培养后，有望在未来占据更多的建材市场份额。

落地转换

中国的木塑产量已经达到近500万吨

王清文团队从2000年开始研究木塑复合材料技术。当时，王清文来到木塑技术的发源地美国学习。2006年，王清文在相关技术上取得突破，因为美国学者已经觉得木塑技术的不足很难突破选择放弃。2012年，该技术获得国家科技进步奖二等奖。当时，中国的木塑产量已经达到30万吨。

王庆文说，在中国，每年有数亿吨生物质资源，如木材废料、竹子和秸秆，许多可再生塑料可以使用。随着环境保护越来越受到重视，许多地方政府和企业都希望他们的技术能够转化和落地。

王清文团队从2011年到2023年进一步改进技术，并不断推广技术。与此同时，全国木塑产量也增长到近500万吨。

目前，国内已有数十家公司使用王清文的木塑技术，其中两家是上市公司。未来，王清文希望上市公司能够进一步发挥主导作用，带动整个木塑行业更快发展。

不断提高

尝试开发木塑的新应用领域

根据王清文的说法，木塑材料的生产是生物基技术的重要应用。

生物基是指通过秸秆、竹粉、动物皮毛废弃物等可再生生物质制成的一种新型物质。，通过生物、化学和物理。主要包括生物基燃料、生物基塑料、生物基平台化合物、生物质功能高分子、功能糖商品、木基建筑材料、皮革基服务材料和商品，具有绿色、环境友好、原材料可再生、生物降解等特点。生物基础的应用主要有两个方向，一是能源，二是材料。

目前，王清文团队正在不断提高木塑材料的指标性能和各种技术，并尝试开发木塑的新应用领域，如试图用生物质材料制作风力发电机的风力发电叶片，以应用于绿色能源行业。在华农，木塑材料已经有了专门的中试车间，可以做成各种成品展示给厂家，学生也可以来中试车间做生产实践。