植物纤维环保材料及其系列制品

植物纤维环保材料及其系列制品

北京铁科华易科技发展有限公司池延斌总工

摘要：植物纤维环保材料是近年来兴起的一种新型材料，它的主要原料取材于农作物秸秆，制成的产品强度高、表面纹理天然、质朴，颜色鲜艳，质感新颖，可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品，废弃后可生物降解，是一种新型环境友好材料。

1 概述：

1.1 植物纤维的一般概念

植物纤维是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或絮状物，对植物具有支撑、连接、包裹、充填等作用，广泛存在于植物秆茎、根系、果实、果壳中。

1.2 植物纤维环保材料的概念

植物纤维环保材料是利用稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑等农作物秸秆或其它植物的秆茎，直接粉碎成10~200目的植物纤维束，再和改性的天然胶黏剂混合成复合原料，然后模压或注塑成型；天然成份可达60-90%以；可制成一次性餐饮容器具、可控降解容器、工艺品、日用品、建筑板材、工业包装等物品。

2 植物纤维环保材料的意义

2.1 可再生资源的利用

植物纤维环保材料来源于农作物秸秆和快速再生植物，是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源，是对废弃物或是用处不大的资源开发利用，是变废为宝节约资源。

在地球上，绿色植物利用太阳能进行光合作用，提供的生物量每年有1550亿吨干重物质，可固定五千亿吨有机碳，它是石油、煤炭、天然气总量的20倍，在自然界中生物资源最为丰富，能年复一年地繁衍生息，具有很强的再生性，这是大自然给我们的一种既价廉而又取之不尽的可再生资源。

2.2 制成品可替代部分塑料、陶、瓷、玻璃制品

植物纤维环保材料具有强度高，表面纹理天然、质朴，颜色鲜艳，质感新颖，适合制做多次、反复使用的物品，经过近十年的研发，现在制成的产品可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品。

用植物纤维环保材料制成的制品可以替代部分塑料制品，可以节约宝贵的石油资源。大多数合成高分子的原料是石油和煤，但目前全世界石油总储量才800多亿立方米，而每年要消耗掉30多亿立方米，预计用不了几十年，地球上的石油资源将消耗殆尽，煤的贮存虽然多一些但也用不到百年。全世界每年有1.4亿多吨塑料是由石油合成的，我国产量约为800万吨，只要1%的制品用植物纤维环保材料代替就可以形成一个巨大的产业。

2.3 可生物降解

目前大量的塑料垃圾是非降解废弃物，对生态环境造成严重公害，并且危害人们健康。植物纤维环保材料天然成份可达60-90%，制成的物品用后弃于自然环境可自然降解，其材料来自自然资源，经过加工成为材料，供人类使用之后，又回到自然，是一种环境友好材料，一种新型绿色环保材料。

利用其可降解的特性可以制成使用时间1-3个月的育苗杯、移栽盆，4-6个月的观赏盆，2-3年的普通花盆。

3 植物纤环保材料的发展历史

3.1 起源于治理“白色污染”研发的可降解一次性材料

植物纤维环保制品最初的产品是一次性餐饮具，是为治理“白色污染”研发的，2000年左右形成了热餐饮具、冷餐饮具、超市生鲜托盘、勺子、筷子等一次性餐饮容器具产品。在研制一次性餐饮容器具时，我们制成的材料具有强度高，表面纹理天然、质朴，可着色多种鲜艳的颜色，更适合制作多次、反复使用的物品。在此基础上我们于2003年左右开发出了可控降解容器、日用品、工艺品、工业包装等，将来会向更多的领域发展和应用。

3.2 中国的原创技术

在治理“白色污染”过程中，同时出现了一系列降解材料，如生物、光降解塑料、制浆模塑品、食用粉发泡制品等，在这些可降解材料技术中，科技部认定，植物纤维环保材料技术属于中国原创技术，在国际上处于领先水平。

4 植物纤维环保材料制品的种类

人们对植物纤维环保材料的研究和应用只有短短几年时间，应用它制成的物品只是很少的一部分，同时植物纤维环保材料由于主要原材料价格低廉，其材料价格大大低于塑料。我们相信，随着研究的深入会应用于更多的领域，制成越来越多的物品为人类服务。

5 技术状况

5.1 工艺流程：

成型剂制备

原料粉碎→植物纤维粉料→复合原料→模塑成型→后处理→包装

植物纤维环保材料的制造工艺是先将农作物秸秆物理粉碎成10-100目的植物纤维

束，和改性的天然胶黏剂混合成复合原料，模压或注塑成型各种制品，去除飞边，检验包装。

5.2 生产线简介

主要设备有：粉碎设备、成型剂制备设备、物料混合设备、自动给料装置、成型设备、自动取制品设备、输送设备、烘干设备、紫外消毒设备。

生产线经过多年的实践，从小规模四五台四柱压机到数十台压机的大规模生产线；成型压机从最初的单台四柱压机发展到多台联动共用一台动力系统，从单下模板发展到双下模板，动力能耗降低2/3,模具技术已经过多代改进，加热系统由电热元件直接加热发展到采用蒸汽和导热油系统加热；这些改进使能耗大大降低。生产线经过多次改进，已基本定型，能够进行大规模生产，同时生产线具有投资省、能耗低、运行可靠的特点。生产线规模可以达到年产1千万只～1亿只，年产制品800-8000吨。

5.3 知识产权及技术现状

专业从事植物纤维研究开发历时已十多年，拥有多项专利：

ZL98112866.1 全降解一次性餐具的成型方法及其模具结构

ZL00113772.7植物纤维模塑型一次性餐饮具的原料及配制方法

ZL03244987.9可降解一次性植物纤维餐饮容器具生产线

200630089839.3植物纤维花筒（1）

200630089840.6植物纤维花筒（2）

植物纤维环保材料技术涉及多学科技术，如复合材料、塑料、天然高分子、无机材料等方面技术，我们在此方面专心研究十余年，材料配方系列化、产品开发多样化、生产线设备系列化，已掌握规模化生产技术，在国际上处于领先水平。

综上所述，植物纤维环保材料的研究和应用，开创了生物材料的新领域，其原料是取之不尽、用之不竭的可再生资源，材料具有强度高，表面纹理天然、质朴，颜色鲜艳，质感新颖，适合制做多次、反复使用的物品，可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品，以节约宝贵的石油资源，用后弃于自然环境可生物降解，是一种新型绿色环保材料，具有无限的市场前景。