近日，生物质工程研究院、农业农村部能源植物资源与利用重点实验室、材料与能源学院生物基材料与能源教育部重点实验室王清文教授团队在揭示木塑复合材料界面作用机制研究中取得重要进展，相关研究成果以“Interfacial adhesion mechanisms of ultra-highly filled wood fiber/polyethylene composites using maleic anhydride grafted polyethylene as a compatibilizer”（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127521007371）为题发表在复合材料领域国际Top期刊Materials & Design（IF=7.991）上。郝笑龙博士后为论文第一作者，欧荣贤副教授为通讯作者。
马来酸酐接枝聚烯烃（MAPE或MAPP）作为木塑复合材料常用的界面相容剂，不仅价格低廉（与聚烯烃价格相近），而且添加少量时就具备显著的效果。3wt.%马来酸酐接枝聚烯烃界面相容剂的使用，木塑复合材料力学性能提高30%-100%，说明界面相容剂的存在会显著改善木塑复合材料的宏观力学性能。现有界面相容剂机理解释为：马来酸酐接枝聚烯烃的极性酸酐部分与木质纤维表面羟基发生酯化反应，非极性聚烯烃部分与木塑树脂基体发生分子链缠结，从而达到改善界面相容性的目的。目前对于这一类相容剂的作用机理的研究仍然不够深入，如何判断MAPE或MAPP是否与木质纤维发生酯化反应，且酯化反应是否是木塑复合材料力学性能提高的决定性因素对于拓展木塑复合材料研究具有重要的理论和实际意义。
基于此，我们分别以HDPE和MAPE作为基体，采用二步法挤出方式制备了不同木质纤维含量（60-85wt%）的木塑复合材料（UH-WPCs）。通过红外和热重进行定性和定量研究，发现MAPE在木塑制备过程中确实和木质纤维发生酯化反应，但其反应的MAPE仅占MAPE总量的25-30%，与力学性能的提高不成比例，即MAPE与木质纤维的酯化反应不是木塑复合材料力学性能提高的决定性因素，UH-WPCs的界面机制存在其他影响因素。
该论文是王清文教授团队在生物质复合材料领域发表的又一重要成果，对揭示木塑复合材料界面作用机制，补充、完善和扩展木塑复合材料界面理论具有重要意义，对木塑复合材料的实际生产具有重要的指导意义。目前该团队在J. Clean Prod.、Compos. Part B-Eng.、Constr. Build Mater.等复合材料重要期刊发表生物质复合材料相关研究论文50余篇。
该研究工作得到了国家自然科学基金（面上项目、青年基金）、中国博士后面上基金、国家重点研发计划项目、广东省重点领域研发计划项目等资助。（文图/生物质工程研究院 郝笑龙 欧荣贤）
