植物纤维在植物器官中主要起机械支持和输送水分养分的作用，有种子纤维（如棉纤维）和维管束纤维两大类，均是一类纤维素纤维细胞。工业上主要用于造纸与纺织，随着新技术的研发，目前已广泛应用于造纸、纺织、复合材料、食品等领域，但利用植物纤维作为植物细胞培养生物反应器支持物的相关研究鲜见报道。

该研究是为实现南方红豆杉（Taxuschinensisvar.mairei）愈伤组织大规模培养生产紫杉醇发明的帘状锚固培养生物反应器及培养法所进行的。培养床网绒纤维是该生物反应器的核心构造因素，要求纤维在床面能形成一定长度的绒毛和具有良好的亲水性和渗透浸润传质特性。

为筛选适合培养床网绒制造的纤维，纤维的微观尺寸结构、化学组成等特性对纤维种类筛选非常关键。传统平面组织培养法只能批次培养，不能进行连续培养，难以实现工业化生产应用。

植物维管束纤维本身就是植物体内承担水分与营养物质输导的组织细胞，其化学组成与微观结构特性均与愈伤组织细胞间具有天然的生物学亲和性，故课题组将植物维管束纤维定为培养床网绒纤维筛选研究的首选。

目的

建立帘状锚固培养生物反应器培养床网绒所需植物纤维的筛选与制取方法，以期为培养床网绒纤维筛选及植物维管束纤维其他相关应用提供参考。

方法

采用石灰＋机械法、硫酸盐＋机械法、碱性亚硫酸盐-蒽醌＋机械法（AS-AQ）和生物酶-化学＋机械法4种纤维制取方法和光学显微观测等，进行了14种植物的韧皮、木材、竹材、秸秆共16种材料纤维的制取、光学显微结构的比较研究（供试材料见表1、制取方法见图1~4）。

图1石灰+机械法流程

图2硫酸盐＋机械法流程

图3AS-AQ法流程

图4生物酶-化学＋机械法流程

结果

◆不同制取方法纤维产率的比较

从表2可以看出，石灰法制取纤维产率最高，且木材纤维产率较韧皮、秸秆、竹材纤维产率高，白杨树木材纤维产率最高、硫酸盐法以小构树木材纤维产率最高、AS-AQ法以白杨树木材纤维最高、酶法以马尾松最高，4种方法白杨树木材纤维产率均在60%以上。

◆不同制取方法纤维质量的比较

根据所制取纤维表观特征（图5），石灰法制取的纤维相对较粗糙，非纤维物质和未分散纤维束残留较高；硫酸盐法、AS-AQ法和酶法提取的纤维分散性好，非纤维物质残留少。综合分析，石灰法所制取纤维质量较差，不宜应用于帘状锚固培养床网绒的纺织。

注：1.小构树韧皮纤维，2.小麦秸秆纤维，3.青皮竹纤维，4.苎麻木纤维；a.石灰法，b.酶法，c.硫酸盐法，d.AS-AQ法

图54种纤维制取方法所制取纤维质量比较（×）

综合各因素，苎麻韧皮部，慈竹、青皮竹、毛竹和甘蔗渣纤维制取采用硫酸盐法为好，纤维分散程度高，非纤维物质残留少；小构树韧皮，白杨、马尾松、苎麻木材，荻、小麦、水稻、玉米秸秆纤维采用AS-AQ法制取，纤维产率、纤维分散程度均较高，非纤维物质残留少；小构树木材采用AS-AQ法较其他方法好；白杨树木材、芦竹、五节芒秸秆采用除石灰法以外的3种方法制取，差异不大，均较适合；马尾松木材采用酶法较其他方法好，纤维产率相对较高，质量好。

◆不同制取方法所需制取时间的比较

16种植物材料分别采用4种方法进行纤维制取，硫酸盐法、AS-AQ法和酶法制取的纤维不仅质量较石灰法好（图5），且制取所需时间远远少于石灰法（表3），3种方法制取所需时长分别为18、18、14h，仅为石灰法h的1/14左右（表3），但3种方法均使用了软化水解辅助剂，可能会导致生产成本较石灰法略高，若投入生产，需进行过程经济学研究作综合评价比较。

◆16种植物纤维微观尺寸与结构间的比较

根据光学显微观测（图6、7），材料类型间和植物种类间比较发现，韧皮纤维细胞长度最长，依次为韧皮竹材秸秆木材，小构树、苎麻韧皮纤维细胞长度分别是13.2、48.4mm，是竹材类纤维的6~10倍，是秸秆和木材类纤维细胞长度的10余倍；苎麻木材纤维细胞最短，为0.7mm；水稻秸秆纤维细胞与木材纤维细胞相接近，为0.8mm，其他秸秆纤维细胞长度均为木材纤维细胞长度的1倍多。纤维细胞长宽比以韧皮的最高，小构树为∶1，苎麻1∶1，竹材纤维细胞和野生草本植物秸秆纤维细胞次之，为~，农作物草本植物秸秆纤维细胞较野生草本植物低，木材纤维最小，不到。纤维细胞壁宽：秸秆（7种平均为2.3μm）＜木材（4种平均为3.9μm）＜竹材（3种平均为4.2μm）＜韧皮（2种平均为5.8μm），即草本植物秸秆的纤维细胞相对较细。

注：韧皮纤维：a.小构树，b.苎麻；竹纤维：c.慈竹，d.青皮竹，e.毛竹；木纤维：f.白杨，g.马尾松，h.小构树茎杆，i.苎麻茎杆；草本植物秸秆纤维（野生）：j.荻，k.芦竹，l.五节芒；草本植物秸秆纤维（农作物）：m.甘蔗渣，n.小麦，o.水稻，p.玉米

图6植物纤维细胞显微照片（物20×摄）

注：韧皮纤维：a.小构树，b.苎麻；竹纤维：c.慈竹，d.青皮竹，e.毛竹；木纤维：f.白杨，g.马尾松，h.小构树茎杆，i.苎麻茎杆；草本植物秸秆纤维（野生）：j.荻，k.芦竹，l.五节芒；草本植物秸秆纤维（农作物）：m.甘蔗渣，n.小麦，o.水稻，p.玉米

图7植物纤维横切面显微照片（物40×摄）

纤维细胞的微观形态（图6、7），有丝状、梭状和带状等，横切面呈近圆形、近椭圆形、不规则方形等，细胞多具中腔，腔壁有不同程度与类型加厚等。

小构树韧皮纤维细胞（图6a、7a）纤维细胞横切面近圆形，中腔近圆形，腔壁外较光滑。细胞近圆筒状，壁具有间距不等分散不规则环状加厚。

苎麻韧皮纤维细胞（图6b、7b）纤维细胞横切面近方形或不规则多边形，中腔近圆形或椭圆形，腔内具筛网状结构，腔壁明显加厚。细胞近带状，胞壁具不均匀密集环状加厚，细胞纵向呈平波状弯曲。

慈竹竹材纤维细胞（图6c、7c）纤维细胞横切面扁平近长方形，中腔中空近长方形，内具筛网状结构，腔壁外有明显的不规则加厚凸起。细胞类带状，末端渐细，细胞壁表面具间距不均匀点状凸起和竹节状环状加厚。

青皮竹竹材纤维细胞（图6d、7d）纤维细胞横切面见双细胞紧密结合状，2个细胞近半圆形，中腔中空近半圆形，内壁面有皱褶，中腔外壁较光滑。细胞近半圆带状，胞壁具稀疏环状加厚和纵向较密集条纹状加厚，外壁无凸起。

毛竹竹材纤维细胞（图6e、7e）纤维细胞横切面近长方形，中腔中空近椭圆形，具筛网状结构，胞壁较厚。细胞形状如竹，但末端渐细，外壁面较光滑，胞壁具明显间距不等环状加厚。

白杨树木材纤维细胞（图6f、7f）纤维细胞横切面为椭圆形，中腔中空呈椭圆形。细胞两端渐细近梭形，胞壁具密集梭形条带状和间距不等较密集环状加厚。

马尾松木材纤维细胞（图6g、7g）纤维细胞横切面近椭圆形，中腔中空近圆形或棱形，内具筛网状结构。细胞两端渐尖近梭形，胞壁纵向具密集条纹加厚，横向具稀疏环状加厚。

小构树木材纤维细胞（图6h、7h）纤维细胞横切面近四边形，中腔中空，近长方形。细胞近梭形，胞壁纵向具不规则条带状加厚，横向具间距不等环状加厚。

苎麻木材纤维细胞（图6i、7i）纤维细胞横切面近椭圆形，不规则，中腔中空近圆形，不规则。细胞纵向如竹鞭，两端渐尖，胞壁纵向具条纹状加厚，横向具间距不等环状加厚，加厚处外凸如竹节。

荻秸秆纤维细胞（图6j、7j）纤维细胞横切面近圆形或椭圆形，中腔中空近椭圆形，内空光滑。细胞两端渐细，胞壁具环状或螺纹状加厚，胞壁外表光滑。

芦竹秸秆纤维细胞（图6k、7k）纤维细胞横切面近椭圆形，中腔中空，近椭圆形。细胞条带状，胞壁面光滑，具稀疏纹孔状和环状加厚，不外凸。

五节芒秸秆纤维细胞（图6l、7l）纤维细胞横切面近长椭圆形，中腔中空近椭圆形，壁外表面光滑。细胞呈宽窄不一的扁平带状，至两端渐细，胞壁面光滑，具间隔不均匀环状加厚和纵向梭状条纹加厚。

甘蔗渣纤维细胞（图6m、7m）纤维细胞横切面近圆形至椭圆形，中腔中空呈不规则多边形。细胞平直近丝状，表面光滑，具稀疏间距不等的环状加厚，加厚部不外凸。

小麦秸秆纤维细胞（图6n、7n）纤维细胞横切面近圆形，中腔中空，近圆形。细胞直近丝状，胞壁具稀疏不等距环状加厚，加厚部微外凸。

水稻秸秆纤维（图6o、7o）纤维细胞横切面近圆形，中腔中空，近圆形。细胞平直近丝状，胞壁表面光滑，具近等距稀散环状加厚，加厚部不外凸。

玉米秸秆纤维细胞（图6p、7p）纤维细胞横切面近椭圆形，中腔中空，近椭圆形，具网纹状结构。细胞近丝状，胞壁具较密集不等距环状加厚，加厚部不外凸。

结论

4种制取方法比较，石灰法纤维产率最高，但耗时最长，是其他3种方法的14倍多，且非纤维物质、未分散束状纤维残留较高。研究结果可为帘状锚固培养生物反应器培养床网绒织造所需植物维管束纤维筛选提供制取方法、微观尺寸与结构方面的参考。

小麦、稻草、芦苇等都是大家常见熟知的植物秸秆纤维，在日常生活中大多被焚烧或者是还田，没有被真正的利用起来。近些年，国家发改委、农业部、财政部等各部委发出文件，鼓励对植物秸秆进行综合利用，提高秸秆的利用价值，减少秸秆焚烧对大气的污染..........因此关于秸秆综合利用的技术成果不断涌现，如植物秸秆加工油品、植物秸秆加工板材、植物秸秆纤维与树脂结合生产花盆、秸秆纤维发电、植物秸秆纤维生产模塑产品等等。

　　新型秸秆合成型材制备。新型秸秆合成材料是一种高性能的泛性材料，尤其在建筑领域具有强大优势。该材料以普通秸秆纤维为主原料，经梳理后配混相应比例的无机合成专用助剂，再经特殊化工工艺处理，采用专用压力机在常温下模压成型，首创在有机体化学键间实现强力结合。其制成品既有金属材料的刚性，又具备木质材料的韧性；既达到材料应用减轻自重的要求，又能满足建筑及其它制品的防火标准，充分体现了新材料的物理特性和应用优点，能够大大减少目前对传统建材及其它矿物质材料的依赖，是新材料中的后起之秀。

　　秸秆包装制品制备。秸秆包装材料制备是以秸秆为原材料，采用塑模冷/热压工艺制造各种运输托盘或者线盘等包装材料的技术。主要技术工艺路线包括秸秆处理如粉碎、筛选、干燥、施胶、模压（热压）等工艺技术路线。装备主要包括秸秆粉碎筛分设备、施胶设备以及专用模压设备。该项技术适应麦秸、棉杆、烟杆以及麻杆产区。目前我国的大部分外包装材料都是以木材为主，正面临越来越大的使用限制。如能够有效利用秸秆原料，不仅可以节约木材资源，而且可以高效利用秸秆，增加农民收入。

　　新型秸秆纤维材料/制品有什么样的特色和优势呢？

　　正是由于新型秸秆材料/制品在循环经济发展中凸显出来的各种优势，使它获得了较之其它新材料更多的支持。新型秸秆材料/制品的特色和优势包括：

　　1、原料资源化。包括农作物秸秆、枝叶、壳皮在内的大量初级且低廉的生物质材料，以及大量回收的废旧塑料均可作为其原料，充分体现了对低值甚至负值生物质资源的有效利用和高效利用，符合新材料环保化资源化的发展要求。

　　2、制备可塑化。新型秸秆纤维材料/制品系人工合成，拥有多种加工方式和工艺技术，理论上可以制作成任何规格、形状或颜色，产品制造的自由度空间能够在很大程度上满足用户和市场的不同需求，为其多元化、规模化应用提供了很大的可能。

　　3、产品生态化。新型秸秆纤维材料/制品的原料来源可选可控，合格的原、辅料清洁安全，产品生产过程和实际应用中都没有毒害物质产生，而且一般无需外部涂装粉饰，是目前人造建筑材料中最具原生态元素的环保产品，其全生命周期均具备绿色建材的特征。

　　4、应用经济化。新型秸秆纤维材料/制品具有成材利用率高、维护费用低、使用寿命长、应用领域广等特点，与其性能较为接近的高、中端天然木材相比，其制造和使用成本，特别是在长期使用成本上，占有较大优势。

　　5、再生低碳化。新型秸秆纤维材料/制品在实际制造上可以不用一寸木材制成，既能够吸收大量城市垃圾，也能够节省石油资源和保护森林资源；而其自身的固碳效益以及回收再生利用的优点，对减少对环境的影响有着良好的示范作用和巨大的经济价值。

在秸秆原/材料化利用中，有哪些具有代表性意义的秸秆纤维复合材料的技术？

　　秸秆复合材料就是由秸秆纤维和塑料原料混配复合成型的材料，这里所指秸秆类材料包括麦秸、稻草、麻杆、糠壳、棉秸杆、葵花杆、甘蔗渣、大豆皮、花生壳和板栗壳等，均为低值甚至负值的生物质资源，经过筛选、粉碎、研磨等工艺处理后，即成为木质性的工业原料，我们把它通称为木粉，所以，秸秆复合材料也称为木塑复合材料。用于秸秆材料复合加工的塑料原料可以是热固性塑料，如环氧树脂、酚醛树脂、胺基树脂等，也可以是热塑性塑料，主要有尼龙（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC），以及丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS）等，包括新料、回收料以及二者的混合料。由于木粉稳定性较差，所以加工温度在℃以下的热塑性塑料在生产中被更广泛地采用。现在应用实践中，聚乙烯、聚丙烯基材主要用于非发泡类的户外建筑制品；聚氯乙烯基材则主要用于发泡类室内装饰建筑材料。

　　按照目前的国家标准，以秸秆材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料，或以塑料原料为基添加一定比例的秸秆材料制成的材料，均可称为秸秆复合材料。应该引起注意的是，目前植物纤维塑化技术发展很快，对塑料基料的依赖性有逐渐降低之势，而废塑料原料混炼技术也有一定突破，这样秸秆复合材料中生物质原料的优势将可能更加突出。从秸/塑两相目前在生产中的配混比例来看，从5∶5、4∶6到3∶7的都有，有试验表明，秸秆复合材料中秸秆纤维含量最高可达85％，其成品仍能保持较好的质量和性能。

秸秆复合材料工业化生产中所采用的主要成型方法有哪些？对于生产加工过程中所需的加工装备又是什么样的发展情况呢？

　　秸秆复合材料工业化生产中所采用的主要成型方法有：挤出成型、热压成型和注塑成型三大类。由于挤出成型加工周期短、效率高、设备投入相对较小、一般成型工艺较易掌握等因素，目前在工业化生产中与其它加工方法相比有着更广泛的应用，而其产品也为消费者逐步了解，所以得到更为广泛地认可和采用。

秸秆纤维毯近几年被广泛应用在各大矿山修复的项目中。汇鑫厂家专业生产秸秆纤维毯，为客户进行定制。

秸秆纤维毯是使用稻秸、麦秸、玉米杆等为原料与加筋网在生产线上加工而成的。其天然的材料比较环保，可以降解，不会对环境有污染。秸秆纤维毯铺敷于地面，可抗水和风的侵蚀，固化地表、防治水土流失、储存地表水分，为植物的生长提供条件，实现快速绿化。可应用于矿山修复、铁路、公路两侧护坡，公园绿化等多个领域。

使用秸秆纤维毯时，如同铺地毯一样，将秸秆纤维毯覆盖于山坡、路基或坪床上并浇水，若干天后，草种发芽生长，即能形成优质草坪。它在草坪长成前就能起到很好的固沙、护坡和防止水土流失的作用，这对开山修路等建设工程具有很好的作用。

秸秆纤维毯的主要特点是造价低，节约成本，保温保湿效果好，有缝隙可以让植物从毯子里钻出来，但同时又能保护水土流失。

中国江苏网6月21日讯6月16日，在邳州市新河镇袁场村，全省首例利用秸秆地膜覆盖插秧的技术正式试用，稻田铺“纸”，让袁场村有机稻米基地的稻子很“与众不同”。这种插秧技术的推广会给有机稻米的种植带来哪些影响呢？记者深入现场一探究竟。

在新河镇袁场村的有机稻米基地，记者看到，一台插秧机一边铺设地膜一边插秧，秧苗穿破地膜插入泥土中。此次插秧用的地膜，可不是一般的塑料地膜，它是用秸秆制作而成的全生物降解地膜。“利用插秧机将秧苗与秸秆地膜一同铺在稻田地里，如同铺一层‘被子’给水稻生长提供了足够的温度，保护了秧苗。60天左右，地膜纸就可以自然降解，还原于田地里，可以软化土壤，并提供一部分肥力。同时地膜还添加了一些生物菌剂，能发挥有机肥的作用，保持住水分。”邳州市农委高级农艺师刘尧刚向记者解释道，“除了保温，地膜纸还能除草呢！有机水稻一点儿化肥和除草剂也不能用，地膜纸的铺设起到遮盖作用，因为草只要不见光，就不会发芽生长，达到代替除草剂抑制杂草的作用。”

秸秆地膜的投入使用，村民不用打农药除草或者人工除草，一方便保证了稻米的绿色原生态，另一方面每亩地还能节省人工成本两百到三百元。新河镇党委副书记朱涛告诉记者，新河镇引进秸秆地膜覆盖插秧技术在江苏省是第一例。(全媒体记者刘作霖通讯员林威)

秸秆纤维地膜的问世对水稻田除草具有划时代意义，首先，秸秆纤维地膜是以秸秆（水稻秆、小麦秆、玉米秆、棉花秆、烟秆、茄子秆等）为原料，利用生物技术及机械方法制取纤维为主要原料，利用造纸平台制成秸秆纤维地膜。该产品具有抑草、保墒、可完全降解、调温、防止水土流失、防止氮肥蒸发、改善土壤生态环境、提高农产量和品质的功能。水田降解时间为60天左右，旱田天左右。

秸秆纤维地膜经检测：总氮（N）的质量分数1.4%，有效磷（P2O5）的质量分数0.5%，钾（K2O）的质量分数1.0%，有机质的质量分数95%，砷及其化合物（以As计）的质量分数0.%铅及其化合物（以Pb计）的质量分数0.%

使用秸秆纤维地膜，可减少田间蒸腾作用，节约用水量，减少水体污染。

我国农业用水占总用水量的80％，而水稻占农业用水65％以上，每年均有因旱灾造成的水稻减产，大旱年份，减产更多，甚至绝收。研究和开发节水种稻技术，发展节水型稻作，对解决我国2l世纪水危机和保障14亿人口食物充足，将具有重大的现实意义与长远意义。常规水稻种植需要施用除草剂2-3遍，每次施用除草剂都需要先放水再回水，大量浪费水资源，同时也带来了巨大的水体污染。

使用秸秆纤维地膜种植水稻用水量仅为常规用水量30%，按我国总农业用水量为亿立方米计算，既节约.6亿立方米的农业用水。同时减少亿立方米农业用水被除草剂污染。

纸浆模塑产品是利用秸秆纤维打碎后浆水混合通过管道注入到模具，模压成型的一种立体造纸技术。其生产的产品具有不渗不漏、防水防油、可冷藏可加热可烘烤、无污染可降解等特点，其秸秆纤维是%使用，除极少量食品级防水防油剂外，不添加其他化学成分，是一种完全来自大自然的环保容器！关于植物秸秆纤维在纸浆模塑产品中的应用主要以现在以下几个方面：

1、食品包装。

主要是产品是一次性秸秆环保餐具、蛋糕盘等，目前来说食品包装是使用范围最广、数量最多的一类，具有普遍性。一次性秸秆环保餐具是一种非常广泛使用的餐具，可以被应用于餐饮、娱乐（如KTV盛放干果）、各类会议中心等。随着中国及各个发达国家对白色污染的重视，也出台了相关法律法规，促进了秸秆环保餐具的发展。年世界一次性降解餐具总消费量约为亿只；年,世界一次性降解餐具总消费量约为.9亿只；年,世界一次性降解餐具总消费量约为.5亿只。从上述数据可以看出这类被普遍使用的环保易耗品的需求量在不断的增长，还具有很大的发展空间！

烘培包装：这类产品是近3年才开始流行和发展起来的，取代了之前了卡纸蛋糕盘和底座。秸秆纤维蛋糕盘具有硬度好、档次高、形状多样化等特点，随着烘培食品档次的不断提高，秸秆产品符合了当前烘培糕点行业的发展趋势。就拿中国13亿人口举例，平均每天有万人生日，每个蛋糕按照5只蛋糕盘计算，一天就是万只，一年下来就是是55亿只，而实际数据远远大于这个数字（并非只要有生日才使用秸秆纤维蛋糕盘，各种party使用率可能更高）。另外烘培行业利润较高，包装附加也要高于普通餐具类产品，在产品附加值上具有更大的优势和空间。

2、工业包装

秸秆工业包装品(俗称纸托)简称PMP，它是以各类植物秸秆为原料，经水力碎浆、配料等工艺调配成一定浓度的浆料，浆料在特制的金属模具上吸附成湿坯制品，成型好的湿坯再经干燥、热压整形而成。主要产品类型以高档电脑盒（如戴尔）、手机盒（苹果、HTC等）、剃须刀内衬（如吉列剃须刀）、精密仪器元件内衬、化妆盒等等。一方面要起到防震防护的作用，另一方面还要起到美观装饰的作用。随着电子产品国际化的发展，各个国家对它们的包装也提出了要求，限制甚至禁止使用发泡泡沫作为产品内衬，减少白色污染。在中国出口的工业包装中，这类产品可以占到60%左右的份额，市场需求量大，应用领取广泛。

3、医疗包装

以秸秆纤维为原料做成的医用领域使用的模塑产品，医院，战地前线的一次性医用产品，例如纸尿壶，纸便盆、护手托等。这类产品使用普遍，其一次性可医院排污系统的优点，可以绝对避免交叉病菌污染。随着医疗水平的大幅提高，国家对社会医疗保障的投入，卫生程度更高、使用更便捷的一次性医疗用品会越来越被广泛使用，这就为可再生的秸秆纤维产品的发展创造了孵化的便利条件，未来通过将加大这类新产品研发力度，秸秆纤维为世界医疗事业的发展做一份自己的贡献!

4、推广农业秸秆包装。

主要应用于水果、禽蛋、农营养钵包装的秸秆纤维制品，使用较为普遍的是蛋托和花盆、育苗杯等产品，这类产品具有无污染，可降解等特性，还可以根据消费者的喜好，将纤维染色，做成各类样式。中国是农业大国，未来农业的发展会有更多的国家政策的支持，因此。只要抓紧机遇，加大新产品研发力度，秸秆纤在农业领域的使用也一定会展现自己的特色。

5、娱乐玩具。

主要是以儿童脸谱、动物工艺品玩具为主，这类产品为新型产品，市场普及面还不是很广泛，但是正在逐渐的取代传统的塑料产品，具有很大的发展空间。特别是国外经常开一些面具舞会，这类一次性的面具携带方便、价格低廉，再加之万圣节这样节日的使用，这类产品备受国外消费者喜爱。

6、新型建筑材料。

主要类型包括装饰墙板、装饰天花板、高密度板、保温轻型材料等。

（1）、装饰墙板、天花板。是以秸秆纤维为原料经打浆、吸滤、高温定型、切边修饰等20道工序形成的一种新型室内装饰墙板材料。

（2）、高密度板。密度板是一种以植物纤维为原材料的人造板材，它以其优异的各项物理性能，兼容了中纤板的所有优点，广泛应用于室内外装潢、办公、高档家私、音响、高级轿车内部装饰，还可用作计算机室抗静电地板、护墙板、防盗门、墙板、隔板等的制作材料，它还是包装品的良好材料！高密度纤维板项目的研发将是我公司秸秆综合利用的一个重要发展方向之一，该项目的研发不仅仅是可以推动大量秸秆的利用，主要是可以提高秸秆利用的性能，大大提高了秸秆利用的附加值，同时这类产品市场发展空间很大，可以被广泛应用！

（3）、轻型保温建筑材料。秸秆墙体保温材料是以玉米秸秆为原材料的一种新型节能环保生态建筑材料，由于原材料的可再生利用、不污染环境，还具有来源广泛、性能好、实用性强、低耗高产、轻质、便于快捷施工等特点，被视为未来建筑领域不可或缺的原材料。目前市场现有的秸秆板材，已形成了多规格、多用途、多功能的产品系列。例如：轻体内墙隔板、卫生间隔板、高保温外墙板、强保温外墙板、保温隔音屋面板、强防水屋面板等。由于其具有按图制作、便捷安装等特点，广泛应用于各种框架式建筑、体育馆场、厂房仓库、救灾房屋、宾馆饭店、商场写字楼等。随着科学技术的进步和资本的支持为人造板工业的发展提供了良好的条件。秸秆板正是适应了这种高科技的需求应运而生。由于秸秆板系列产品具有广阔的应用空间，并且该产品的生产成本较低，产品性能优越等优点，必将导致该产品有较强的市场竞争力。特别是当前，国家天然林保护工程正在实施，许多普通刨花板厂将面临原料的供需矛盾，使其市场竞争能力下降。未来十年内，预计秸秆人造板的年需求量将超过3.5亿平米以上。因此，我国的秸秆板材的生产具有广泛的推广前景。

秸秆植物纤维的综合利用是个大的课题，也是时代发展对我们提出的要求，因此不断的提高植物秸秆纤维的技术研发，加强研发投入，不断优化创新新产品才能把秸秆综合利用这项课题开展的更好！秸秆植物纤维在纸浆模塑中的应用也远不止上述几个方面，还有更多的挖掘和发展空间，因此环保人士、科研人士只有更多的结合当前社会发展的需要，才能在植物秸秆纤维综合利用方面做出更多的建树！

装修房屋时，你是偏爱实木家具，还是人造板材家具？

选择实木的，对天然木材易翘曲、易腐烂、易燃烧等缺点有顾虑；选人造板材的，则很担心人造板材中粘胶剂，比如甲醛挥发，污染环境。

有没有一种材料，兼具天然木材的优良特性，又能克服翘曲、变形、力学性质差别大等问题，且“生长”速度跟得上人类生产生活所需？

在该领域研究上，中科院宁波材料技术与工程研究所（以下简称“宁波材料所”）生物基高分子材料团队取得了突破。

“我们研发的材料，植物纤维的最高含量达到80%，不翘曲，不腐烂，不霉变，不燃烧，不含甲醛，使用体验优于普通木材与人造板，而价格上比这两种材料更低。”朱锦研究员告诉甬派记者。

据悉，该团队现已贯通了植物纤维高分子复合材料的整体工艺路线，具备了批量的生产能力，并使产品在成本与使役性上取得了良好的平衡。

此外，采用秸秆纤维制备的“仿木”复合材料，还解决了农作物秸秆大量焚烧问题，变废为宝。

摆脱对木材的依赖，“仿木”性能亟待提升

无论是人造板材，还是添加木粉的木塑复合材料，原材料都是木材。而木材的供应，正是可持续发展的一大问题。年，中国木材进口依赖度已达到60%以上。

研制出比木材性能更好，可真正替代木材的新型仿木复合材料成为了高分子研究者追求的一个重大目标。

据了解，在宁波材料所研制的仿木复合材料中，是以常见的塑料、橡胶等高分子材料为基体，对稻草、各种秸秆、芦苇、棕榈纤维、椰子纤维、麻纤维、竹纤维等进行包裹加工，将形成综合基体与微纤维两方面优势的植物纤维高分子复合材料。

朱锦告诉记者，仅仅简单的从成本投入与材料性能角度考虑，植物纤维高分子复合材料就具有非常大的优势。更难能可贵的是，不光其成本远低于目前塑料树脂，这类材料的综合力学性能又远高于单一塑料树脂。

（木材及其微观纤维结构）

可要大规模开发与利用这类材料，难度不小——

如何高效实现植物纤维的大规模破碎是一个巨大的工业化挑战；

如何把蓬松的植物纤维大量且均匀的填充到高分子树脂里是一个历史难题；

如何让互相“排斥”的植物纤维与高分子树脂实现“一家亲”是一个化学与物理的综合题；

此外，还需要克服植物纤维、树脂怕火，以及植物纤维吸水、发霉等诸多难题。

不过，这些难题，一一被宁波材料所生物基高分子材料团队攻克。

植物纤维与塑料树脂均混，还能“挤”出汽车零部件

据了解，宁波材料所生物基高分子团队及其合作伙伴共同开发的自动化高速共混设备，可将高含量的植物纤维与塑料树脂进行均匀共混，制备出植物纤维填充量最高达80%的“仿木”热塑性复合材料。

（蓬松的植物秸秆与高速共混设备，板材挤出连续生产线，复合材料粒料）

类似于建筑中使用的钢筋混凝土结构，通过该设备制备的“仿木”材料中，植物纤维的保留长度可达1厘米，能够有效起到“钢筋增强”高分子树脂的作用。

此外，这套原材料制备系统，在切入工业化产业链后，并不需要改变下游的成型设备与成功工艺。它所生产的复合材料原料颗粒，可以通过常规的塑料成型工艺，如注塑和挤出进行产品的生产。

这也大幅度降低了“仿木”复合材料切入市场的推广成本以及使用成本。

除了设备和“仿木”原材料制备的突破，生物基高分子团队还实现了“仿木”产品的成型与稳定性突破。包括植物纤维与聚烯烃之间的相容性、复合材料的成型等关键技术等突破。

（通过注塑或挤出工艺生产的各种样品）

“通过微观结构性改性，我们制备出了外观造型复杂，流动性要求特别高的汽车零部件，还顺利实现了板材的连续化挤出。”朱锦说。

开创分步阻燃，材料吸水性低于2%

植物纤维与常见的塑料都是易燃品，克服易燃是保证植物纤维高分子复合材料大规模应用的必要条件。

对于这个问题，生物基高分子团队给出的方案是，把植物纤维与树脂基体分别进行阻燃处理后再进行共混。

（植物纤维复合材料点燃十秒后离火自动熄灭，(b)自制阻燃液处理后的纤维，阻燃剂均匀附着在纤维表面）

以水作为阻燃剂的溶剂，通过对植物纤维的简单喷淋就可以达到高效阻燃效果。这种方法杜绝了通用阻燃方法中使用大量有机溶剂和碱性液体的情况，且大幅度降低了环保处理成本。

在树脂的阻燃化处理中，则采用常规的加工方法与环保型阻燃剂，进一步保证了污染的产生。

分步阻燃处理效果好不好？实验表明，高填充的植物纤维复合材料达到了V0级的阻燃能力。也就是说，“仿木”材料在点燃后，能在10秒之内熄灭，且没有出现熔滴现象。

（植物纤维复合材料封闭注塑样条与开放挤出块材的吸水性测试）

除了怕火，植物纤维还怕水。一般认为，木材含水率大于30%以后，就会快速腐烂发霉。

然而，宁波材料所制备的在植物纤维高分子复合材料，即便在水里浸泡天，吸水率仍然低于2%。

“为了最大限度的让样品吸水，我们把挤出块材表面的塑料层切除，经过60天的吸水性测试后，观察到样品的吸水率均未超过20%，远低于30%的腐烂临界值。”朱锦说。

在高温、高湿环境下的良好表现，也为植物纤维高分子复合材料的拓宽应用领域提供硬保障。

（“仿木”复合材料通过组装可以用于大型户外设施）

据介绍，宁波材料所研制的植物纤维高分子复合材料，和木材一样，可锯、可铆、可钉、可刨，具有很大的灵活性。且具备了比木材，人造板、单一塑料和传统木塑更加优异的综合性能。目前在大型户外设施等领域得以应用。

新闻多一点

什么是人造板材？

人造板材，是以速生林如杨树、桉树等生长周期短的树木为原材料，通过旋切成木皮或用碎木做成木纤维做原材料，利用胶黏剂把它们粘接成为板材。主要包括，胶合板、纤维板（密度板）、刨花板、细木工板等。

什么是木塑复合材料？

木塑复合材料，以指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳粉、秸秆粉等废植物纤维粉体混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。

为什么普通木材容易吸水、腐烂发霉？

木材中的微纤维在结构上就具有很强的吸水能力，水的不断吸入与蒸发会导致纤维结构坍塌，力学性能变差。

此外，植物纤维在潮湿环境中会滋生大量微生物，微生物以植物纤维作为养分，大量繁殖，从而严重破坏植物的原有结构。

植物纤维模塑制品的四大优势

1.原料为废纸、纸浆，竹纤维以及秸秆纤维等等，包括板纸、废纸箱纸、废白边纸、麦秆，稻草，玉米杆，棉秆等等秸秆，竹子等，来源广泛，每年都会大量产生，不合理使用反而会对环境产生危害。

2.制作过程由制浆，吸附成型、干燥定型等工序完成，对环境无害

3.可以回收再生利用，废弃了也可以完全自然降解

4.体积比发泡塑料小，可重叠，交通运输方便。

植物纤维模塑（纸浆模塑）制品最大的亮点是源自天然纤维，回归自然完全不污染环境，成为自然和谐有机的一部分。真正做到取自自然，回归自然，全生命周期不污染环境，完全契合环保理念。有业内领先企业做了植物纤维模塑（纸浆模塑）制品的降解试验，试验结果如下

纸浆模塑制品露天废弃，天完全分解

纸浆模塑制品填埋废弃，40天完全分解

以下是纸浆模塑制品在各种应用场景的案例

品，其可印刷性能远远优于传统吸塑，在消费品包装市场上，有更多的发展空间。

0前言

近年来，随着生活和农业中塑料使用量的增加导致“白色污染”加剧。“白色污染”主要是指聚苯乙烯、聚丙乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物及添加剂制成的难以自然降解的塑料制品，由于低回收率及不恰当的填埋焚烧处理对生态环境造成污染的现象[1-3]。PLA是近年来备受瞩目的环境友好型可降解材料，具有较高的力学性能、较好的可塑性及易加工成型等的特点[4-7]，目前广泛应用于医学材料、包装材料及3D打印材料等领域当中。

关于不同植物纤维增强聚乳酸制备复合材料已有很多报道，司丹鸽等[8]基于正交试验研究了加热温度、加热时间及保压时间对秸秆粉/PLA复合材料性能的影响，并得到最佳压制成型工艺。盛雨峰等[9]则研究了不同粒径的甘蔗渣与PLA复合材料的力学性能。宋亚男等[10]进行汉麻纤维切粒与聚乳酸的复合制备和研究，发现植物纤维的添加使得复合材料的拉伸及弯曲性能有显著提高。汤栋等[11]用不同方法对黄麻进行表面改性，发现复合材料力学性能有不同程度提升，而且界面性能得到改善。张克宏等[12]使用不同改性剂改性玉米秸秆粉，制备的玉米秸秆PLA复合材料的热稳定性提高，吸水性能降低。农业秸秆是近年来社会广泛 　　眼下，在黑龙江同江市出现许多用植物纤维墙体板建设的高寒节能温室，这种高寒节能温室不仅实现了零下25℃以上不需供暖就能种植蔬菜，而且较普通大棚节能80%以上，产菜率是普通大棚的%，利润大幅提升。该项目不仅填补了高寒地区冬季不取暖也能种植蔬菜的历史空白，还获得了专利。

　　年，同江市诚城建筑材料有限公司，投资万元在同江市向阳镇建成了占地面积3万平方米的工厂，主要生产建筑用轻质隔墙板材，消耗利用大量的农业废弃物，形成了年加工20万平方米的能力。目前，公司已经累计生产37万平方米植物纤维墙体板，累计使用2吨农业废弃物秸秆。公司开发生产出来的新型建筑材料已广泛应用于同江市各村委会、村文化站、农户散用、教学楼、向阳农业示范区、抚远东润果蔬基地等。同时，该产品还可以用于高寒节能温室、仓库、车库、别墅、新农村建设及泥草房改造工程。

　　为了对新开发的植物纤维墙体板产品进行转型升级，公司和北京凯润天业科技开发有限公司进行技术合作，对原有的建筑用轻质隔墙板材在技术上进行了改造，产品质量上有了大幅度的提升和突破。经过改造，公司终于生产出具有高强度、隔冷、隔热、隔音、抗震、阻燃、无毒无味、无辐射、环保节能等优点，并可锯、可刨、可钉、取代黏土实心砖的理想新材产品。产品在生产中实现了废弃资源综合利用，可以充分利用农作物秸秆、粉煤灰，使其变废为宝，从而有效地节省了大量资源与能源，更好地保护了环境，促进了经济社会可持续发展。该公司产品以其优异的性能，荣获了黑龙江省科技创新成果奖。

　　年秋，公司开始用植物纤维墙体板建设高寒节能温室并进行了当年种植蔬菜实验，经过反复实验，年喜获成功，高寒节能温室的成功解决了高寒地带冬季成功种植果蔬的问题，不仅实现了室外零下25℃以上不需供暖就能种植蔬菜，而且较普通大棚节能80%以上，产菜率是普通大棚的%，利润大幅提升。该项目填补了高寒地区冬季不取暖也能种植蔬菜的历史，获得国家专利。实验表明，用建筑植物纤维墙体板建造的温室比其他种类的蔬菜大棚降低了大量能源消耗，产生了非常好的温室效果，同时，解决了下岗职工再就业的社会难题。

12月6日上午，正源控股股份有限公司与苏州洲联材料科技有限公司签署协议。双方将强强联合，在高坪区航空港工业集中区成立研发中心，利用秸秆、树枝等材料，生产高端材料碳纤维以及生物质无甲醛多层板。

南充属农业大市，秸秆、板材，甚至是稻草等生物质材料供应丰富，如何将这些材料变废为宝成为当地研究的重要课题。

高坪区航空港工业集中区管委会党工委书记胡柯介绍，此次落户航空港工业集中区的生物质新材料项目，不仅有充足资金投入，还引进了加拿大海归博士宋维宁及其团队主持新材料项目技术研发。

“新材料研发应用是世界发展趋势。”正源控股股份有限公司旗下四川嘉瑞源实业有限公司总经理熊云全介绍，碳纤维材料具有高强度、耐高温、耐化学腐蚀、导电性好等优点，大到航天航空、汽车，小到鱼竿、自行车，以及5G手机等领域，都有广泛用途。目前，由于高性能碳纤维材料生产工艺复杂且成本高，只应用于高端领域。利用秸秆、树枝等废料生产碳纤维材料，是当前的前沿技术，属于国家支持的产业，一方面实现了变废为宝，另一方面，大大提升产品附加值。

在合作中，首期将建设新材料产业研发中心，搭建新材料产学研协同创新平台，对接南充现有新材料科技优势，联合相关大学、国内一流研发机构，以及国际知名大学资源，以相关新材料应用研究开发和成果转化为主导，快速投入生产，主打产品为碳纤维。其次，将研发和生产生物质无甲醛多层板，这也是宋维宁博士团队的研发项目，已取得了发明专利。