木塑复合材料兼具木质纤维和塑料的优点，同时又克服了一些限制导致木材与塑料广泛使用的缺点，如木材的易腐烂、易被虫蛀、吸水脱水导致尺寸的变化以及塑料的高成本和易老化等。其次在外观方面，不同于塑料给人的廉价感，木塑复合材料拥有可设计的木制外观，可根据不同的使用情况进行改变；在物理性能方面，木塑复合材料有着优秀的尺寸稳定性，并可根据不同状况设计适合的配方，使其拥有多种多样的良好的物理性能；同时拥有热塑性塑料的容易成型的特点，可以大批量低成本生产，拥有类似木材的二次加工性能。

与塑料老化机理不同，WPC老化机理中，外界因素除光、氧和热对老化性能的影响，水依然起到了至关重要的作用。植物纤维固有的易吸水性会导致WPC性能降低：首先，它降低了纤维和基质之间的界面粘附。在淋雨阶段，水会使植物纤维与PVC界面结合瓦解，从而减小界面粘合强度，导致植物纤维与PVC间发生低效应力转移。植物纤维的亲水行为导致难以获得纤维/基质之间的良好粘附，这限制了木塑复合材料产品的广泛应用。

其次，水会促进并加速光降解的发生，并且纤维素吸水膨胀进而使界面产生微裂纹，聚合物基体中的微裂纹可以使水分和光线更容易渗入，导致WPC老化程度和范围向纵深发展，引起力学性能的迅速劣化；最后，毛细管效应可以通过纤维/基质界面输送水。这些现象会引起WPC的变形或性质变化，例如膨胀、塑化甚至降解。WPC材料表面在老化过程会受到水的冲洗，其降解层和木质成分抽出物剥落，因此表面持续裸露而损失质量，从而导致降解速度加快。复合材料吸水膨胀会削弱材料的界面结合力，导致复合材料在受到外力荷载时，界面不能很好的传递应力，从而降低了材料的力学性能。其次，复合材料吸水产生的微裂缝为紫外线和水的进入提供了通道，导致裂纹发育迅速，使得复合材料的力学性能迅速劣化。另一方面，水分可能带走PVC没有包覆完整的填料，形成空洞，造成性能下降。

木塑复合材料中植物纤维和无机填料含量对材料的性能有较大影响。对于植物纤维作为以PVC为基体的复合材料填充料时，由于植物纤维内大量的‑OH互相作用引起团聚现象加剧，导致材料易产生缺陷造成应力集中现象，因此复合材料力学性能随着植物纤维含量增加呈现降低规律；而无机填料填充生物质复合材料的研究，大多数是采用碳酸钙和粉煤灰作为填充料，由于无机填料表面积小，表面极性大，易产生无机微粉团聚导致复合材料应力集中现象；且有相关研究表明：在改性剂含量不变时，适宜的减少无机微粉的含量，能够改善填充料与聚合物的界面形容性，从而提高复合材料机械性能，因此复合材料内聚力随着无机微粉增加而呈现降低规律。

目前在实际生产中，为进一步控制真菌对材料的危害，大多通过添加各类有毒有害的杀菌剂和防霉剂，解决木塑复合材制品的发霉问题。但杀菌剂防霉剂等化学产品大多存在高毒性高残留等问题，与木塑复合材料环保性能不相符合；同时掺入的各类有机和无机防霉剂，有的容易受热分解失效，有的价格昂贵会额外增加木塑复合材制品的成本，不利于其市场竞争。此外，随着木塑复合材产业的快速发展，越来越多的木塑复合材制品被用于室内家居、工艺制品等，对材料自身的环保性能也提出了更高的要求。因此，采用新的环保方式解决木塑材料的发霉问题迫在眉睫。

最新进展表明，我们能够利用一些特定的无毒害微生物在一定的人为环境下析出有和水泥同样功能的矿物胶着物，从而使得砂土得以固化和减少透水性，产生这种功能的材料被称为生物水泥。微生物诱导固化其关键在于利用微生物分解有机物，生成阴离子，再与环境中的金属阳离子结合从而生成沉淀结晶。环境中的巴氏芽孢杆菌，在钙源和尿素的共同作用下形成沉淀结晶，结晶具有一定的胶结作用，改变材料微观结构，提高微结构之间的连接作用，表现为材料力学性能的提高和微观结构的密实度提升。由于生成的沉淀具有胶结作用，因此可广泛应用于土体固化、混凝土损伤修复、文物修复等领域。

 

更多新闻