【原创【�/font>超越钙粉与淀粉？竹粉作为可降解塑料填充料的机遇与挑战

中国粉体网讯近年来，竹粉作为膜袋材料的填充使用受到了广泛关注，尤其是“以竹代塑”倡议和《加快“以竹代塑”发展三年行动计划》等政策性文件的颁布，竹粉填料的使用场景和规模迅速扩大、�br/>

竹粉是什么？

竹粉，即以竹子为原料，经过破碎、研磨、筛分等物理加工后得到的粉末状物质，属填充助剂类。竹材经加工后约30%的废料可转化为竹粉使用，竹粉作为一种重要的生物质填充材料，广泛应用于日用、农业、工业赋形剂等领域，兼具环保和经济效益、�/p>

（图源：云翔竹粉（�/p>

竹粉的主要成分包括纤维素、木质素和半纤维素等有机成分，同时还含有灰分、蛋白质、脂类、果胶等多种成分。据福建省林业科学研究院研究发现，以3年生毛竹材为原料，竹粉中纤维素占37.3%，木质素�?4.5%。我国作为竹材种类、面积、产量均居世界首位的“竹子大国”，开发竹材资源充分利用的新方法迫在眉睫、�/p>

竹粉有哪些特性？

形态：竹粉颗粒通常呈细长纤维状，平均长度为0.61mm，集中分布在0.1�?.7mm区间，平均宽度为136μm，集中分布在20�?20μm区间，这表明竹粉具有较大的长径比，其在复合材料中能起到类似增强纤维的作用、�/p>

粒径与比表面积：竹粉粒径范围可从几十目到几百目。粒径越小，比表面积越大，与基体树脂的接触面积也越大，理论上有利于界面结合，但过细的粉体也更容易团聚，即竹粉物理化学性质与应用性能高度依赖于粒度分布、�/p>

亲水性：竹粉由于富含极性基团（羟基、羧基等），具有强亲水性，这与大多数疏水性聚合物基体存在本质矛盾，是制约其应用的关键问题、�/p>

热稳定性：竹粉初始分解温度�?00�?50℃，最大分解速率温度�?00�?50℃，残炭�?5%�?5%，热分解温度低于许多熔融加工聚合物的加工温度，这对其在高温加工过程中的稳定性提出了挑战、�/p>

竹粉的分类有哪些＞�/strong>

竹粉作为一种重要的生物质填充材料，因绿色低碳、易降解、低成本等特点被广泛应用于日用、建筑工程、交通和农业等领域的塑料制品开发。鉴于竹粉物理化学性质与应用性能高度依赖于粒度分布，因此依据粒径分布并结合应用领域将竹粉分为４个主要类别：粗竹粉、细竹粉、微竹粉、超微竹粉、�/p>

粗竹�?毫米�?：规格竹条在粗刨、精刨和拉丝过程中产生的加工剩余物，这类竹粉保留完整的竹纤维结构，吸湿性强、流动性差，主要作为猫砂、饲料、水泥砂浆和电木填充料、�/p>

细竹�?60μｍ≥�?0>30μ�?：竹材加工剩余物通过环辊磨高速粉碎机加工而成，这类竹粉开始表现出一定的表面活性，比表面积显著增加，填充于可降解聚酯中结合注塑、吸塑和模压等工艺可制备刀、叉、勺、咖啡杯、育苗穴盘、育苗杯等产品、�/p>

微竹�?30μｍ≥�?0>10μ�?：竹材加工剩余物通过环辊磨高速粉碎机串联气流分级机加工而成，此粒度范围内竹粉功能性质发生跃变，亲水性、吸附力显著提升，是可降解购物袋、快递袋、垃圾袋、平口袋、背心袋和育苗袋的理想填充料、�/p>

超微竹粉(�?0�?0μ�?：竹材加工剩余物通过环辊磨—气流分级—气流粉碎—气流分级４级串联加工而成，此时竹粉表面能极高，具有纳米材料特性，可用于生物降解农用薄膜生产、�/p>

作为填充料的竹粉有哪些性能优势＞�/strong>

相对于其他有机和无机填充材料，竹材作为膜袋材料的填充料优势明显，主要体现在以下５个方面：

1）竹粉振实密度低[60�?0�?0�?0μｍ的竹粉振实密度分别�?.33�?.26�?.23�?.17ρ/(�?cm³)]，能有效降低物流成本;

2）多糖含量高、灰分低，易于与聚酯形成交联，有助于膜袋材料力学性能提升;

3）淀粉含量高，加工可塑性强：�/p>

4）孔隙丰富，渗透性强，可与聚酯基体形成稳定的互锁结构：�/p>

5）加工成本低，无需高端设备与复杂工艺、�/p>

竹粉填充料产业化现状如何＞�/strong>

近年来，随着全球“禁限塑令”的推进以及“碳中和”目标的提出，开发可降解、低成本、高性能的生物基材料成为研究的热点。竹粉填充型膜袋材料兼具生物可降解性、低成本及良好的力学性能，在日用、包装、农业地膜等领域被广泛使用、�/p>

目前，国内生产竹粉填充料的企业主要位于福建、浙江、安徽、江西、广西等有丰富竹资源的省份，部分生产企业有：

福建阳竹新材料科技有限公司�?/p>

元素惠通新材料(扬州)有限公司�?/p>

龙岩山河机械有限公司�?/p>

三明晨祥生物科技有限公司�?/p>

广西百纳生物科技有限公司�?/p>

山东嘉朗博新材料科技有限公司�?/p>

宣城昊韵竹苑新材料科技有限公司�?/p>

六安兴竹新材料科技有限公司�?/p>

广德云翔竹纤维有限公司�?/p>

临安市明珠竹木粉有限公司�?/p>

台湾世农新材料股份有限公司�?/p>

台湾新竹先进材股份有限公司等、�/p>

尽管竹粉作为可降解塑料填充料极具开发潜力，但由于其玻璃化转变温度较高，塑性加工难度较大，目前与可降解聚酯复合仅起到降低产品密度和增加生物基含量的功能。现阶段竹粉填充型膜袋相关性能指标已经满足国家标准《全生物降解农用地面覆盖薄膜》、《生物降解塑料购物袋》和《全生物降解物流快递运输与投递用包装塑料膜、袋》的相应力学指标要求＋�strong>但与无填充PBAT膜袋、钙粉填充型膜袋、淀粉填充型膜袋相比较，并没有非常明显的性能优势、�/strong>

后续应通过竹粉表面改性和超细粉碎分级技术创新，进一步增强竹粉填充料的塑性加工性能，以开发高填充比且具有市场竞争力的可降解竹粉填充型膜袋产品、�/p>

参考来源：

王甜等：竹粉填充料在可降解膜袋中的应用潜力，国际竹藤中心竹藤生物质新材料研究所

毛政等：竹粉在印刷包装用生物降解材料中的应用研究进展，河南科技大学

（中国粉体网编辑整理/平安（�/p>

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