油茶是我國特有的一種林生產(chǎn)物，在全國范圍內(nèi)有著大量的種植，其果實(shí)是用于提取茶 油的主要原料。油茶果殼占油茶果總重的60%，一般作為廢棄物，采用焚燒法進(jìn)行處理。生物質(zhì)作為唯一的可再生“碳質(zhì)”資源，被認(rèn)為是傳統(tǒng)化石燃料的重要替代品。近年來，隨著低碳政策的實(shí)行，對(duì)于農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物及廢棄物的處理方式也逐漸進(jìn)行優(yōu)化，而利用天然纖 維制備生物質(zhì)復(fù)合材料則是現(xiàn)在復(fù)合材料學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。
通過參考現(xiàn)有研 究內(nèi)容來探索油茶果殼制備生物質(zhì)復(fù)合材料的潛力，不僅有望提高這種農(nóng)林廢棄物材料的有效利用性，也能間接提升油茶產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用植物材料制備生物質(zhì)復(fù)合材料的研究在國內(nèi)外已有許多，除竹材、麻材等常用的材料以外，大多果殼材料本身也在制備生物質(zhì)材料領(lǐng)域有著許多應(yīng)用，核桃果殼、開心果殼等材料也都吸引了研究人員的注意。 目前，油茶果殼材料應(yīng)用在此研究領(lǐng)域的實(shí)踐相對(duì)較少，對(duì)于油茶果殼以及其他類似植物材料的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)分析，能夠?yàn)橛筒韫麣さ难芯繎?yīng)用提供更有效的指導(dǎo)作用。 油茶果殼是油茶果的附屬產(chǎn)物，在其主要構(gòu)成的半纖維素、木質(zhì)素、纖維素中，半纖維素的含量是最多的，一般高達(dá)30%~40%，木質(zhì)素次之，而纖維素的含量相對(duì)較少，但基本也有10%以上。除此之外，油茶果殼的主要組成物中還有茶皂素和單寧酸等重要化學(xué)物質(zhì)。
除了作為提取纖維素的原材料之外，油茶果殼經(jīng)過單純的機(jī)械處理變成粉狀后也可以直 接作為塑木復(fù)合材料中的增強(qiáng)相原材料。塑木復(fù)合材料通常是指以木粉作為增強(qiáng)材料與塑料 基體進(jìn)行復(fù)合，通過熱壓、擠出、注塑等方式制備成型的復(fù)合材料。相對(duì)于塑料原材，塑木材料有著更加優(yōu)異的性能，同時(shí)生物質(zhì)填料的加入也能降低材料的成本，這些特點(diǎn)也使塑木材料在國內(nèi)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。而隨著塑木材料在市場上的成功應(yīng)用，研究人員也開始嘗試對(duì)類似屬性的農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物進(jìn)行相關(guān)的研究，如竹塑、麻塑等材料，目前這些以植物原材不經(jīng)過化學(xué)處理直接作為增強(qiáng)材料制備的復(fù)合材料也可被稱為塑木復(fù)合材料。 在目前的研究中，已經(jīng)有嘗試直接利用油茶果殼材料來增強(qiáng)塑料的實(shí)例。有研究將低密度聚乙烯（LDPE）與油茶果殼粉通過熱壓法制備了復(fù)合材料，復(fù)合材料的剛度有所提升并隨油茶果殼含量的增加而變化。但一般來說，未經(jīng)過化學(xué)處理的植物纖維材料原材一般表現(xiàn)為親水性，而用于充當(dāng)復(fù)合材料基體的塑料則大多是憎水性材料，兩種極性不同的材料直接進(jìn)行復(fù)合時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)界面結(jié)合力不強(qiáng)的現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響增強(qiáng)材料的效果。界面偶聯(lián)劑是在制備復(fù)合材料時(shí)常用的添加劑，它能夠通過增強(qiáng)聚合物基體的潤濕性和塑化作用，以及改善增強(qiáng)體在聚合物基體中的分散和取向，從而提高不同極性的基體與增強(qiáng)材料之間的相容性。馬來酸酐接枝聚烯烴，如馬來酸酐接枝聚乙烯（MAPE）與馬來酸酐接枝聚丙烯（MAPP）等，是一類經(jīng)常用于改善聚乙烯（PE）及聚丙烯（PP）等憎水基塑料極性的偶聯(lián)劑。在目前的研究中，主流觀點(diǎn)認(rèn)為馬來酸聚聚烯烴的作用基理是與木纖維表面的羥基作用形成酯基，而其聚烯烴主鏈則與PE或PP以共結(jié)晶或交纏聯(lián)結(jié)的方式結(jié)合在一起 。
油茶產(chǎn)業(yè)是我國的重大產(chǎn)業(yè)，作為油茶果的廢棄物，油茶果殼有著不可忽視的潛在價(jià)值。 深度探索油茶果殼在生物質(zhì)復(fù)合材料領(lǐng)域的研究從而提高油茶果殼的利用率，不僅能夠深化 研究復(fù)合材料領(lǐng)域的內(nèi)容，還可以進(jìn)一步提高油茶產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的商業(yè)價(jià)值，對(duì)于油茶產(chǎn)業(yè)存在著重要的意義。
摘編自《油茶果殼制備生物質(zhì)復(fù)合材料的研究進(jìn)展》 聶濟(jì)世，鄧巧云等
