新型綠色建材生物質(zhì)復(fù)合材料知識(shí)
我國(guó)森林資源短缺，因此必須將視野拓展到農(nóng)作物秸稈、竹材和野生植物莖稈。生物質(zhì)泛指以二氧化碳通過光合作用產(chǎn)生的可再生資源為原料，生產(chǎn)并使用后，能夠自然降解的天然聚合物。下面是小編為大家整理的新型綠色建材生物質(zhì)復(fù)合材料知識(shí)，歡迎大家閱讀瀏覽。
生物質(zhì)材料具有可降解特性
生物質(zhì)材料是指主要含有纖維素、半纖維素和木素的可再生植物材料及其相關(guān)廢料，可以在大自然中自然降解成無害有機(jī)物質(zhì)被土壤吸收利用的材料�？山到馍飶�(fù)合材料生產(chǎn)以及成為廢品后的剩余物也不會(huì)造成二次污染。此種生物質(zhì)材料與使用合成樹脂生產(chǎn)的木質(zhì)復(fù)合材料相比，屬于完全環(huán)保的復(fù)合材料，符合現(xiàn)代裝飾材料的發(fā)展方向。其利用后的廢物在回收后可無害化處理，在一定的溫度和濕度條件下可降解。
隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與資源可持續(xù)利用的日益重視，可降解生物質(zhì)復(fù)合材料研究將不斷深入。我國(guó)生物質(zhì)材料的原材料資源豐富，為發(fā)展生物質(zhì)材料提供了可靠的保障。而可降解生物質(zhì)復(fù)合材料也屬于生物基的新材料，符合我國(guó)中長(zhǎng)期環(huán)保政策和未來復(fù)合材料發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)在一些一線大都市在建筑裝飾領(lǐng)域開始試驗(yàn)綠色環(huán)保材料的綜合利用方案，現(xiàn)代建筑及公共設(shè)施領(lǐng)域的室內(nèi)裝飾材料是應(yīng)用的主要方向。因?yàn)檫@些復(fù)合材料可完全降解的特性，可以用于各種對(duì)環(huán)境保護(hù)要求較高的城市發(fā)展需要。
生物質(zhì)復(fù)合材料綠色環(huán)保
生物質(zhì)復(fù)合材料在建筑裝飾行業(yè)應(yīng)用范圍大，無論是室內(nèi)還是室外生物質(zhì)復(fù)合材料都可應(yīng)用。典型的生物質(zhì)材料主要是以木屑、竹子、麥秸、花生殼、棉桿等初級(jí)生物質(zhì)材料為主原料，經(jīng)特殊工藝處理后加工成型的一種可逆性循環(huán)利用、形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣的基礎(chǔ)性材料。這些材料不僅不破壞環(huán)境，還能保護(hù)我們的森林資源，而且綠色無公害，沒有毒害氣體釋放。
這些復(fù)合材料力學(xué)性能完全符合建筑裝飾材料的要求，使用范圍正不斷擴(kuò)大，不僅可以做建筑模板材料，也可以作為建筑裝飾結(jié)構(gòu)用材等。在室內(nèi)裝飾中，可以作為吊頂材料、墻面材料和地板材料等。幾個(gè)主要特征可以概括為：1.利用效率高，其原材料實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用和有效利用;2.適用范圍廣，可根據(jù)使用要求生產(chǎn)出不同性能和形狀的制品;3.節(jié)能環(huán)保，木/塑基材、常用助劑以及產(chǎn)成品均安全環(huán)保;4.經(jīng)濟(jì)效益好，實(shí)現(xiàn)了低價(jià)值材料向高附加值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移;5.可再生，其報(bào)廢產(chǎn)品和回收廢料均可100%再利用。
生物質(zhì)復(fù)合材料在建筑裝飾中的應(yīng)用
生物質(zhì)——聚合物復(fù)材料是以熱固性或熱塑性樹脂為基體材料及其他生物質(zhì)材料組成的多相材料。常用的增強(qiáng)纖維材料有生物質(zhì)纖維、玻璃纖維、碳纖維、高密度聚乙烯纖維等。聚合物基復(fù)合材料密度低、強(qiáng)重比高、耐腐蝕、減振性能好、模量高、熱膨脹系數(shù)低，是一種高性能工程復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和建筑業(yè)的各個(gè)方面。生物質(zhì)——聚合物復(fù)合材料則是由生物質(zhì)材料和聚合物基材加工生產(chǎn)的一種新型材料。這種聚合物基復(fù)合材料在建筑裝飾、交通、環(huán)保體育用品等方面應(yīng)用廣泛。
以生物質(zhì)——聚合物復(fù)合材料加工的板材種類很多，也是建筑裝飾中最常用的材料。主要有層積復(fù)合的板材、混合復(fù)合板材和滲透型復(fù)合板材等。這些材料可以大量使用在家具制造和建筑裝飾領(lǐng)域。這些生物質(zhì)——聚合物復(fù)合材料用于家具制造業(yè)已經(jīng)是一個(gè)很成熟的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)應(yīng)用于民用建筑裝飾材料將是一個(gè)重要而潛力巨大的市場(chǎng)。這些材料可以作為隔熱保溫、防腐、裝飾效果材料被市場(chǎng)廣泛認(rèn)可。
在生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料的表面可作木紋等裝飾圖案，使之具有與木門窗類似的視覺效果，即滿足了人們的感官要求，又比木材耐用。在室內(nèi)裝修中地板往往是裝修中的大項(xiàng)目，生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料不使用任何膠私劑，作為地板、裝飾板不產(chǎn)生甲醛等揮發(fā)性有機(jī)污染物，裝飾工程結(jié)束之后就可以入住，不用擔(dān)心室內(nèi)空氣污染對(duì)身體造成傷害。并且由于其具有耐水、耐腐朽、耐摩擦等性能，可用于室內(nèi)地板、浴室地板及其他室內(nèi)用高檔但價(jià)格適中的裝修材料，這是傳統(tǒng)人造板無法比擬的`。
除了應(yīng)用于室內(nèi)裝飾外，在園林景觀裝飾方面也大量使用生物質(zhì)聚合材料，用生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料制作的休閑桌椅、花箱、樹箱、果皮箱、垃圾桶、涼亭等各種戶外制品和園林景觀，具有極似木材的紋理和顏色，給人以自然舒適的感覺，在防水、防潮、防腐、防蟲、耐候性等方面都優(yōu)于防腐木材，在我國(guó)一些地區(qū)使用普遍。一些城市的花園、路邊椅子大部分使用的都是生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料。它提供結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀多樣、色彩斑斕的產(chǎn)品等方面的優(yōu)勢(shì)，為園林景觀設(shè)計(jì)提供了極大的創(chuàng)作空間，使設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)作出比實(shí)木材料更加美觀別致的園林藝術(shù)品。
在室內(nèi)家居產(chǎn)品方面也大量使用生物質(zhì)聚合材料，在生物質(zhì)——聚合物復(fù)合材料問世之前，家具的用料一直是以實(shí)木和木質(zhì)人造板為主。由于大幅面的人造板可以方便地直接制作家具的面板、抽屜底板等傳統(tǒng)實(shí)木家具需要拼接的部分，提高了家具制造效率。盡管現(xiàn)在木質(zhì)人造板已經(jīng)普遍應(yīng)用于家具制造業(yè)，但對(duì)使用環(huán)境造成一定污染的甲醛系膠私劑的應(yīng)用限制了它的發(fā)展，并且主要用于生產(chǎn)低檔家具。而生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料的出現(xiàn)，在保留了天然木材極富生命力的質(zhì)感和美麗外觀的同時(shí)，克服了天然木材在使用中暴露的易變形、翹裂、霉變和易受蟲蟻侵害等缺點(diǎn)，同時(shí)由于其沒有甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物污染，因而更適合做室內(nèi)外家具。用生物質(zhì)聚合物復(fù)合材料可以制作各類家具，如桌椅、沙發(fā)、床柜、書架、衣箱、茶幾、屏風(fēng)、盆架、報(bào)紙架等。除了這些用途之外，生物質(zhì)——聚合物復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度和比模量，其防潮、防腐蝕、防霉性優(yōu)于木質(zhì)復(fù)合材料，因此可以用做室內(nèi)外的各種鋪板、建筑模板、地板、護(hù)欄等。
生物質(zhì)無機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用
生物質(zhì)無機(jī)復(fù)合材料主要是指木纖維、竹纖維、麻纖維和農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)材料與無機(jī)材料復(fù)合的新型材料類型。生物質(zhì)無機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用歷史悠久，來源于植物的天然纖維，如稻草、青草和麥秸等，現(xiàn)在一些發(fā)展中國(guó)家仍然使用稻草作為纖維材料的增強(qiáng)灰泥磚。由于植物纖維價(jià)格便宜、材料豐富和不污染環(huán)境，更多的國(guó)家對(duì)植物纖維增強(qiáng)混凝土的研究產(chǎn)生濃厚的興趣。另外生物質(zhì)無機(jī)質(zhì)復(fù)合材料中添加粉煤灰、礦渣等材料生產(chǎn)的生物質(zhì)無機(jī)材料也開始大量應(yīng)用。這類材料主要用于建筑中復(fù)合材料、平板、內(nèi)外墻板以及砌塊等。生物質(zhì)無機(jī)復(fù)合材料主要優(yōu)點(diǎn)是輕質(zhì)、保溫、吸聲、環(huán)境友好、價(jià)格低廉�，F(xiàn)代建筑裝飾過程中生物質(zhì)纖維無機(jī)質(zhì)復(fù)合材料多用于壁板、隔板、覆蓋板、天花板、地板、陽臺(tái)護(hù)板、窗臺(tái)板、鋼支架保護(hù)板、通風(fēng)道、廢物井壁、管道坑護(hù)板、花園柵欄墻建筑構(gòu)件、阻燃性家具、廚房設(shè)備、高溫房屋內(nèi)襯板、浴室貼磚基等。
水泥基生物質(zhì)復(fù)合材料是指由植物纖維或刨花和水泥相混合而壓制成型的材料，水泥相當(dāng)于膠私劑，纖維和刨花為填充材料。由于植物纖維價(jià)格低廉、材料豐富、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，植物纖維能夠增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的性能，這種力學(xué)性能優(yōu)良的材料得到了較好的應(yīng)用。這些水泥建筑材料強(qiáng)度高，不會(huì)出現(xiàn)翹曲或腐爛，不受白蟻危害的影響;也可以提高建筑物的隔音能力和保溫隔熱性能，其市場(chǎng)潛力巨大。
目前，我國(guó)正在積極發(fā)展新型墻體材料，把發(fā)展節(jié)能建筑與貫徹保護(hù)耕地、水源、保護(hù)環(huán)境等基本國(guó)策置于同等重要位置，這就為生物質(zhì)無機(jī)質(zhì)復(fù)合材料提供發(fā)展空間。
生物質(zhì)無機(jī)質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用于內(nèi)墻裝修時(shí)，安裝工藝與紙面石膏板基本相同。具有以下幾種：1.水泥刨花板，是以木質(zhì)刨花和水泥為主要原料壓制而成的具有光滑表面、結(jié)構(gòu)密實(shí)的人造板，已在許多國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。水泥刨花板綜合了木材與水泥二者的優(yōu)良特性，具有密度低、強(qiáng)度高、阻燃性好等優(yōu)良性能;板材不含任何有害的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和室內(nèi)空氣無污染;有良好的耐候性、抗蟻、抗菌、防水、耐凍和機(jī)械加工性能。由于水泥刨花板具有以上特性，而且安裝組合方便，因而廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)及民用建筑等方面，如建筑物內(nèi)外墻板、通風(fēng)道、高速公路隔音墻、管道坑護(hù)板、花園柵欄墻、地下防水構(gòu)造物與高溫房屋內(nèi)襯板、建筑模板等。2.木材碎料與水泥復(fù)合材料，這種復(fù)合材料一般分為木質(zhì)碎料水泥板和木質(zhì)碎料水泥空心材料。木質(zhì)碎料水泥復(fù)合材料是歐洲最先應(yīng)用，水泥刨花板與木質(zhì)碎料水泥復(fù)合材料是同時(shí)期發(fā)展的工藝類型。在我國(guó)水泥木質(zhì)復(fù)合材料的研究和應(yīng)用還處于起步階段。這種材料具有很高的孔隙率，并含有木質(zhì)材料成分，具有很強(qiáng)的能量吸收能力。木質(zhì)碎料水泥復(fù)合材料具有良好的隔熱性能，一般來講，孔隙率越高，隔熱性能越好。由于里面含有大量水泥成分，木質(zhì)碎料水泥復(fù)合材料具有良好的防火阻燃性能。木質(zhì)碎料水泥復(fù)合材料在建筑工程中應(yīng)用于屋頂板、隔墻板、地板、外墻罩板、活動(dòng)房屋、房屋隔音板、高速公路隔音板、建筑墻體砌塊、建筑模板和室內(nèi)裝飾中。
石膏刨花板生產(chǎn)加工與水泥刨花板基本相似，其主要是用石膏替代水泥為內(nèi)部膠私劑。石膏材料具有重量輕、阻燃性好、傳熱系數(shù)小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是比較脆，生產(chǎn)中木質(zhì)原料彌補(bǔ)其塑性不足。石膏刨花板所用石膏一般為建筑用石膏，其主要成分是半水硫酸鈣，吸水后便生成二水硫酸鈣，這些生石膏互相交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有一定的強(qiáng)度。石膏刨花板屬于綠色建材類，有廣泛的市場(chǎng)。也可以用木質(zhì)纖維絲替代刨花，這種產(chǎn)品稱為石膏木絲板，其性能和用途與石膏刨花板基本相同。
礦渣刨花板是用高爐煉鐵的廢渣壓制板材，原料來源充足，成本低廉，生產(chǎn)周期短，適用于普通刨花板生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用。礦渣刨花板是用礦渣粉末和刨花做原料，加入水和少量活性劑，經(jīng)攪拌、成型、熱壓而成的一種新型刨花板。其物理力學(xué)性能與水泥刨花板相似，還具有良好的保溫、隔熱和吸音性能，可用于屋面板、簡(jiǎn)易房、高層建筑。
粉煤灰水泥刨花板也具有優(yōu)良性能，在建筑上有廣泛的用途，其具體應(yīng)用表現(xiàn)如下：1.高層建筑的外墻板，以鋼件做承重件，用粉煤灰水泥刨花板做圍護(hù)，房屋具有安裝簡(jiǎn)便迅速、維修方便、地基淺、造價(jià)低、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。高層建筑墻體可滿足防火要求，且大大減輕樓房自重。2.建筑物外承重墻和內(nèi)墻、吊頂?shù)�。粉煤灰水泥刨花板用于活�?dòng)隔墻非常適宜，而且可制成具有儲(chǔ)存功能的隔墻。3.防火門、室外家具及地下工程材料，滿足防火、防潮、防霉的要求。4.防靜電地板，具有很好的防靜電性能，可以應(yīng)用作防靜電地板。
生物質(zhì)金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用
生物質(zhì)金屬基復(fù)合材料是指生物質(zhì)纖維和碎料與金屬網(wǎng)、金屬絲和金屬粉末等按一定比例復(fù)合而壓制的板材，具有防靜電功能。由于精密儀器室、機(jī)房等對(duì)防塵和靜電防護(hù)要求很高，應(yīng)采用抗靜電地板。如電腦設(shè)備機(jī)房、更衣室、操作室等。木材金屬復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性，而且保留了木材的調(diào)溫、調(diào)濕、隔音等性能，同時(shí)具有很高的物理力學(xué)強(qiáng)度和表面耐磨強(qiáng)度，因此該復(fù)合材料可以用作抗靜電地板。目前電磁輻射已成為太氣、水、噪聲污染之后的“第四污染源”，是人類健康的隱形殺手，而木材金屬復(fù)合材料質(zhì)量輕，強(qiáng)重比高，保濕、隔音及裝飾性好，并且具很高的電磁屏蔽效果。這種材料廣泛應(yīng)用于國(guó)家安全機(jī)構(gòu)、駐外使領(lǐng)館和一些高級(jí)人才住所等保密機(jī)構(gòu)的建設(shè)等，也應(yīng)用于銀行、保險(xiǎn)公司、通信公司等信息保密的商業(yè)機(jī)構(gòu)機(jī)房的裝修以防信息泄露。
未來生物質(zhì)復(fù)合材料基本特征和發(fā)展展望
在新科技支持下，生物質(zhì)裝飾材料發(fā)展將在多個(gè)方面改進(jìn)發(fā)展。其具體發(fā)展方向包括以幾個(gè)方面：1.生物質(zhì)碳復(fù)合材料研究與應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是具有耐火、防腐防霉、熱膨脹系數(shù)低、抗振性好等優(yōu)點(diǎn)。比如對(duì)竹炭等生物質(zhì)炭的物理性質(zhì)、力學(xué)性能、特殊功能等進(jìn)行研究表明竹炭等生物質(zhì)炭是環(huán)境友好型的多功能材料。這種生物質(zhì)復(fù)合材料環(huán)保節(jié)能、力學(xué)強(qiáng)度突出，在建筑裝飾方面使用前途廣闊。2.新型木質(zhì)材料與無機(jī)質(zhì)生物礦化復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用，一般木材改性研究對(duì)象是針對(duì)砍伐后的木材，在工廠對(duì)木材進(jìn)行工藝處理，是對(duì)木材本身存在的缺陷采取事后補(bǔ)救措施。而生物礦化是以生活的立木為研究對(duì)象，這樣的材料改性從概念上是全新的，它把組織結(jié)構(gòu)和不同功能的細(xì)胞結(jié)合在一起，構(gòu)成了一種“活”的材料。將生物礦化引進(jìn)到木材改性的研究領(lǐng)域中，將研究對(duì)象從“死”細(xì)胞變?yōu)?ldquo;活”材料，是一種全新的木材改性技術(shù)。這不僅高效而且環(huán)保，必將促進(jìn)傳統(tǒng)木材改性技術(shù)有新的發(fā)展。在建筑裝飾用材上需要用什么樣的木材就將木材改性成所需要的材料類型，這是一種新型的材料加工方式。
生物體能從外界環(huán)境中找到各種無機(jī)物如二氧化硅、碳酸鈣等并引導(dǎo)著這些物質(zhì)定向結(jié)晶，形成形態(tài)各異的復(fù)雜結(jié)構(gòu)群體如纖維狀結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、葉狀結(jié)構(gòu)等，并且與自身生成的聚合物相結(jié)合形成復(fù)合材料，科學(xué)上用“生物礦化”一詞來描述這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形成過程。木材本身能從外界環(huán)境中吸收二氧化硅、碳酸鈣、草酸鈣等無機(jī)物，然后與其本身形成一種復(fù)合材料，即木材無機(jī)質(zhì)生物礦化復(fù)合材料�；谏锏V化原理的木材無機(jī)質(zhì)復(fù)合材料探索已經(jīng)進(jìn)行多年，也取得了一些成果，但大規(guī)模應(yīng)用還未開始。木材科學(xué)與技術(shù)的研究開發(fā)將更加注重木質(zhì)材料基本性質(zhì)的改進(jìn)，注重賦予其新的功能。木材無機(jī)質(zhì)硅化復(fù)合材的研究是以活立木為研究對(duì)象，將硅酸鈉或正硅酸乙醋或其硅質(zhì)材料通過一定的方法加入到木材中。在木材的細(xì)胞壁內(nèi)沉淀，成為木材細(xì)胞內(nèi)含物的一種，最后形成木材無機(jī)質(zhì)生物礦化復(fù)合材料。為了適應(yīng)我國(guó)木材資源結(jié)構(gòu)的變化，應(yīng)突破木材的材性研究傳統(tǒng)內(nèi)涵，開創(chuàng)新的外延，促進(jìn)人工林木材功能性改良的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，未來生物質(zhì)復(fù)合材料發(fā)展將更進(jìn)一步發(fā)展，滿足社會(huì)發(fā)展的需要。
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