以竹代塑新技術，竹材變身高強度、耐水、可降解塑料

記者25日從國家林業和草原局竹子研究開發中心（以下簡稱竹子中心）獲悉，該中心以竹代塑創新團隊利用竹材細胞壁定向活化與模壓技術，成功將竹材直接加工成高強度、耐水以及可降解的全竹熱固性塑料異形產品。相關研究成果日前發表在國際期刊《美國化學學會納米》上。

竹子因其生長快速、可再生、可生物降解及環境友好的特性，被視為有潛力替代石油基塑料的材料。然而，竹材自身的結合能力較弱，往往需要與膠黏劑或其他材料復合使用，這可能會帶來空氣污染的風險。此外，與石油基塑料相比，竹材的天然可塑性較差，在成型過程中需要依賴水熱處理進行軟化和定型，這在一定程度上限制了其應用范圍。

“本研究采用了一種創新策略，通過結合亞氯酸鈉和醋酸的選擇性作用，實現了對竹材中部分木質素的有效去除。同時，利用高碘酸鈉對糖單元進行定向醛基化處理，成功地對竹材細胞壁的結構與組分進行了定向重構。這一重構過程不僅顯著增強了竹材單元的反應活性，還大幅提升了其可塑性。”論文第一作者、竹子中心助理研究員郭登康告訴科技日報記者，在此基礎上，通過熱壓致密化工藝，團隊成功地將處理后的竹材直接轉化為熱固性塑料產品。這種新型的全竹熱固性塑料展現出了與聚苯乙烯、酚醛樹脂和聚氯乙烯等硬質塑料相媲美的卓越力學性能。

通過細胞壁結構定向調控制備全竹熱固性塑料示意圖。竹子中心供圖

論文共同通訊作者、竹子中心副研究員李景鵬表示，這種全竹熱固性塑料還表現出了卓越的耐溶劑性和耐水性。即使將其浸泡在多種溶劑中，甚至是水中，一個月后它仍能保持其原始形態。更為關鍵的是，這種塑料具有可重復成型和可降解的特性，使其在替代傳統石油基塑料方面展現出了巨大的潛力。