咖啡產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中扮演著主要的角色，其對(duì)于環(huán)境的影響也至關(guān)重要，每年全球會(huì)生產(chǎn)超過(guò)20億噸的咖啡副產(chǎn)品;傳統(tǒng)觀念認(rèn)為這些副產(chǎn)品：咖啡渣和咖啡谷皮并不會(huì)存在太多的實(shí)用價(jià)值及應(yīng)用，而咖啡剩余與物質(zhì)是可以被加工再利用的。例如：咖啡果肉可以作飼料，但是要控制好添加量，否則會(huì)對(duì)牲畜產(chǎn)生不良影響；咖啡果肉還可以作肥料，鮮果肉可直接施于咖啡樹，也可發(fā)酵后再施用，不僅促進(jìn)咖啡樹的生長(zhǎng)，而且還會(huì)起到一定的抗蟲作用。咖啡殼可以作為飲料的添加劑，可以作燃料、肥料、飼料和硬質(zhì)纖維板的原料，還可以從果肉和咖啡殼中提取咖啡因。然而在這里要重點(diǎn)介紹咖啡殼在塑木復(fù)合材料中的應(yīng)用知識(shí)。
目前，咖啡殼在木質(zhì)復(fù)合材料方面的研究比較少。咖啡殼由于自身的特性，在咖啡殼人造板、咖啡殼 - 塑木復(fù)合材料及咖啡殼 3D 打印材料等方面具有應(yīng)用前景。
咖啡殼人造板
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈以及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物，其中稻麥秸稈、稻殼、花生殼、椰子殼等已經(jīng)應(yīng)用于人造板的生產(chǎn)。咖啡殼作為一種農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物，也受到一些研究人員的關(guān)注。科技人員對(duì)利用咖啡殼生產(chǎn)的刨花板的工藝和性能進(jìn)行了相關(guān)的研究，結(jié)果表明咖啡殼中纖維素和半纖維素含量比較高，纖維形態(tài)也比較好，符合生產(chǎn)刨花的原料要求；另外，該研究使用異氰酸酯和脲醛樹脂膠黏劑，咖啡殼與木材刨花按1：1的質(zhì)量比混合壓制的單層結(jié)構(gòu)刨花板的性能比較好，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)現(xiàn)有的研究，咖啡殼不僅具有含量可觀的纖維素和半纖維素，而且還具有咖啡因等特殊物質(zhì)。將檀香香精和茉莉香精添加到膠黏劑中，制備了芳香型纖維板，結(jié)果表明芳香型纖維板由于具有特殊芳香性能受到廣泛好評(píng)。咖啡殼具有天然的咖啡香氣，可以考慮制備天然芳香型人造板等具有特殊感官功能的復(fù)合材料，不僅可以做到物盡其用，而且還可以提升產(chǎn)品層次，提高產(chǎn)品附加值。咖啡殼中含有部分礦物質(zhì)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等成分，因此在探索生產(chǎn)工藝時(shí)需要注意這些物質(zhì)的影響。
咖啡殼-塑料復(fù)合材料
塑木復(fù)合材料是利用木材、農(nóng)作物秸稈等木質(zhì)材料經(jīng)粉碎后，與熱塑性塑料及各種助劑一起通過(guò)熱壓或者熔融擠出等加工方式制備的一種復(fù)合材料。由于兼具木材和塑料兩者的優(yōu)點(diǎn)，所以備受市場(chǎng)歡迎。塑木復(fù)合材料生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是木質(zhì)材料和塑料之間的相容性，由于兩者具有不同的極性，因此通常需要添加相容劑。咖啡殼與一般的木質(zhì)材料存在一定的成分差異。其次，咖啡殼中含有的蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)遇到高溫環(huán)境，此類物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解等變化。處理好這兩點(diǎn)對(duì)制備質(zhì)量合格的咖啡殼—塑料復(fù)合材料起到?jīng)Q定性的作用。
咖啡殼3D打印材料
3D打印技術(shù)，也稱作增材制造，是一種通過(guò)逐層增加材料從而生成三維實(shí)體的技術(shù)。該技術(shù)于19世紀(jì)末起源于美國(guó)，上世紀(jì)80年代開始迅速發(fā)展。
