近日，生物质工程研究院、生物基材料与能源教育部重点实验室王清文教授团队在超高填充木塑复合材料的高效制备和高性能化研究中取得重要进展，相关研究成果以“Mechanical properties, morphology, and creep resistance of ultra-highly filled bamboo fiber/polypropylene composites: Effects of filler content and melt flow index of polypropylene” (论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061821030300)为题发表在建筑材料领域国际Top期刊Construction and Building Materials（IF=6.141）上。2021级博士研究生徐俊杰第一作者，欧荣贤副教授为通讯作者。
作为典型的绿色复合材料，木塑复合材料（WPCs）具有其耐水防潮、耐腐防蛀、易回收等优点，在过去二十余年间，WPCs已广泛应用于家具、园林景观、建筑装饰、汽车工业、市政设施等领域，并形成了一定的产业规模。当前WPCs产品为了充分利用木质纤维的高刚性、可再生性、可降解性、可回收性和低成本的优势，尽可能增加其含量，其中木质纤维填充量通常高达40-70wt%，然而此类WPCs中依然含有高达30wt%以上含量的聚合物基体，这不可避免地导致WPCs伴随着生产成本高、刚性较弱、易蠕变和热膨胀系数大等问题，严重制约了其在更多领域的应用。基于以上认识，设计和开发具有超高填充量（大于70wt%）的 WPCs 以弥补热塑性聚合物基体的固有弱点并提高WPCs的市场竞争力是 WPCs十分重要的研究方向。
超高填充木塑在环保性、应用场景、市场竞争力等方面优势明显，然而进一步提高木质纤维填充量的挑战在于其熔体粘度过高，在挤出加工过程中易出现不稳定流动甚至熔体破裂等现象，其中有限的聚合物基体难以完全包覆木质纤维。为了改善WPCs熔体的加工性能以进一步提高木质纤维填充量，并且提高聚合物基体对木质纤维的润湿性以减少界面分层等现象的出现，本研究选取了六种熔融指数依次增加的聚丙烯为基体制备超高填充WPCs。在改进配方工艺等基础上，本文采用挤出成型的方式成功制备了填充量为75-90wt.%的超高填充WPCs，系统研究了超高填充WPCs中木质纤维含量和聚丙烯基体熔融指数对超高填充WPCs微观形貌、剖面密度分布、表面自由能、结晶行为、力学性能、抗蠕变性和尺寸稳定性的影响。
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，对超高填充WPCs的制备以及高性能化具有重要的指导意义。目前该团队在Journal of Cleaner Production、Composites Part B、Composites Science and Technology、Composites Part A等复合材料领域Top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）、国家重点研发计划项目、广东省重点领域研发计划项目、广州市创新平台建设计划项目、广州市“林业工程”重点学科项目等资助。（文图/生物质工程研究院 徐俊杰 欧荣贤）
