PDF《利用水稻秸秆制作可完全降解的生物质板材》

收稿日期: 2013-03-20 基金项目: 日本学术振兴学会项目资助.

作者简介: 张瑾,女,硕士研究生. * 通信作者: 王秀仑,男,博士,博士生导师.E-mail:[email protected] 安徽农业大学学报, 2013, 40(6): 1067-1070 Journal of Anhui Agricultural University 网络出版时间:2013-10-30 9:42:44 [URL] http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20131030.0942.007.html 利用水稻秸秆制作可完全降解的生物质板材 张瑾1,

2 ,王秀仑 1, 2* ,郑泉1(1. 安徽农业大学工学院,合肥 230036;

2. 三重大学大学院生物资源研究科,日本津市 514-8507) 摘要: 以水稻秸秆为原料, 不加任何胶粘剂等化学合成剂,研制成一种可自然降解的新型绿色环保材料―生物 质板材,以取代现有的一部分木制品和塑料制品.将收获晒干的水稻秸秆粉碎成碎片泡入清水中,然后在室温条件 下静置

96 h,再利用磨解机将碎片进行纤维解离.而后利用热压成型方法制成生物质板材.最后通过拉伸试验,测 定生物质板材的机械性能.试验结果表明,所制作的生物质板材的拉伸破坏强度范围是 2.37~9.90 MPa.因此,利 用水稻秸秆,通过上述的制作工艺过程可以制作出可完全降解的生物质板材.该板材的强度和可自然降解等特性, 使其在农业、包装、保温等方面有很好的应用前景. 关键词:水稻秸秆;

生物质;

可降解;

破坏强度;

纤维素 中图分类号:S238 文献标识码:A 文章编号:1672?352X (2013)06?1067?04 Production of biodegradable biomass board using rice straw ZHANG Jin1,

2 , WANG Xiu-lun1,

2 , ZHENG Quan1 (1. School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei 230036;

2. Faculty of Bioresources, Mie University, Tsu 514-8507, Japan) Abstract: The purpose of this study is to produce biodegradable biomass board using rice straw for substi- tuting the wood products and plastic products. Dried rice straw after harvest was cut into chips, which was soaked in water at room temperature for

96 hours. The mechanical refining of rice straw was conducted using beat refiner. The refined rice straw was formed into board by hot presser. The mechanical properties of biomass boards were measured by tensile test. The results showed that the rupture stress of biomass boards were in the range of 2.37-9.90 MPa at all experimental conditions. Therefore, the biomass board can be produced using rice straw without any adhesive. Validity of biomass board producted by the above process was confirmed. Because of bio- degradable and strength, the biomass board can be considered to apply for agricultural mulch film, packaging ma- terials, and insulation, etc. Key words: rice straw;

biomass;

biodegradable;

rupture stress;

cellulose 进入

21 世纪以来, 全球木材供给已经无法满足 日益增长的需求量,同时,经济的飞速发展导致了 石油等化石能源危机.因此人类生活和社会发展越 来越需要具有高性能、多功能,高附加值的新型复 合材料,尤其是生物质材料,其以生物质为原料, 采用合理的加工方法,获得一系列新型复合材料, 应用于人民生活和国民经济各部门[1] .生物质材料 在这种情况下应运而生.所谓生物质材料,指以二 氧化碳通过植物的光合作用产生的可再生资源为原 料,生产使用后,能够被自然界中的微生物或光降 解为水和二氧化碳,或者通过堆肥作为肥料再利用 的天然聚合物[2] .我国是一个农业大国,生物资源 十分丰富. 目前我国农作物秸秆的用途主要有还田、 养畜、 燃烧和工业造纸. 据统计, 造肥还田约占 15%, 作为饲料养畜约为 25%,作燃料燃烧约占 32%,工 业所用不到 3%,尚余 25%未得到应用[3] . 水稻是我国重要的粮食作物之一,稻秆资源极 其丰富.按照传统估算方法,每年约生产 2.5~3 亿t水稻秸秆[5] .因此,可以利用水稻秸秆制作生物质 板材,代替部分木制品和塑料制品.可用于农业、