塑木复合材料主要以木质纤维材料和高分子树脂为主要原料、通过添加适量的助剂(改性剂等)制备而成 。作为生物质资源与合成高分子树脂结合的重要产物,其核心价值在于通过组分设计与结构调控实现性能的可定制化。然而,传统单一树脂基体体系往往难以兼顾强度、韧性及刚性等多维力学特性的协同提升,导致材料在复杂工况下的应用受限 。在此背景下,共混树脂以其灵活的设计自由度与精准的性能调控能力,成为突破材料性能瓶颈的关键途径。
近年来,高分子树脂共混制备塑木复合材料已得到广泛研究,通过优化树脂共混比例和配方,可在一定程度上平衡材料的强度、韧性、刚性等力学性能,满足特定应用需求。其性能受树脂基体、木材种类、添加剂及加工方式与参数影响 ,应用领域从传统建材、汽车部件延伸至食品包装、医疗器材等高端领域,且在绿色环保领域具有极大的发展潜力 。鉴此,有研究从高分子树脂类别角度出发,归纳聚乳酸(PLA)等可生物降解树脂、聚乙烯(PE)等非生物降解高分子树脂共混制备 WPC 的研究现状,以期为高性能塑木复合材料的研发提供理论依据。
可生物降解高分子材料是指可通过微生物代谢作用分解为水与二氧化碳的环境友好型材料,其原料主要来源于淀粉、纤维素及农业废弃物等可再生资源,兼具绿色可降解特性和低环境负荷优势,在食品包装、生物医疗及现代农业等领域展现出广阔的应用前景。应用于 WPC 领域的可生物降解高分子树脂材料主要包括聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。目前,研究主要集中在复合体系的比例优化、多相界面的处理以及成型工艺对复合材料的影响等方面。
国内外研究者对高分子树脂共混体系在共混比例、多相界面调控以及成型工艺等方面展开了一定程度的研究,进一步拓展了复合材料的应用范围,但仍存在一些问题需要进一步研究和优化。
1)加强开发共混复合材料合成机制研究。传统共混法制备高分子复合材料存在显著的技术局限性,亟需探索绿色高效的高分子共混技术,结合先进的复合材料理论及仪器分析技术手段,实现复合材料合成机制的解析与性能的精准调控。
2)深化高分子复合材料多相界面调控研究。目前,由于树脂基体间的极性差异导致的界面相容性问题始终存在。多相体系相容性调控主要依赖相容剂添加,难以实现微纳尺度精准分散。应积极开发构建从分子键合到微区结构的跨尺度协同机制,提高塑木复合材料的多相界面相容性的优化调控。
3)推动复合材料向多功能集成应用。在提升力学及改善界面性能的同时,未来研究应聚焦于绿色功能化改性剂开发、智能加工装备设计及全生命周期可降解塑木复合材料体系构建,以推动该领域向高性能化、高附加值、多功能化及环境友好等方向跨越发展。