863课题牛物质相关课题取得阶段性成果

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生物基材料是我国战略性新兴材料产业和生物质产业发展的重要领域，利用丰富的生物质资源开发环境友好和可循环利用的生物基材料，最大限度地替代塑料、钢材、水泥等材料，对于替代化石资源、发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重大意义。生物质高分子新材料是生物基材料产业发展的重要方向，本课题意在突破木质纤维素分离与改性、功能化、纳米化、复合与加工等关键技术，创制具有特定生物、机械性能的新材料，形成农林生物质资源高效增值综合利用的材料化技术路线，为实现化石资源的有效替代提供技术支撑。

课题通过三年创新性研究，独创了木质纤维素有机酸分离技术体系，实现了木质纤维的定向分离与有效降解，获得质量分布均一、溶解特性良好的木素，显著提高了我国生物质组份定向分离的水平；攻克了反转相化、互穿网络等关键技术，构建了木质纤维素功能化技术体系，成功开发出对三价铬离子吸附达60mg／q的高性能离子交换树脂、对亚甲基蓝吸附达800mg／g的具有抗菌性能的pH敏感型水凝胶等新型功能材料，增强了我国生物质材料功能化水平；突破了复合乳液聚合、水相聚合、自组装等纳米化技术，研制出高性能纤维素一丙烯酸酯杂化乳液、100～500纳米的木质素纳米碳纤维和生物纳米药物载体，对抗肿瘤药物奥沙利铂的包裹效率达到70％，载药量大于7％，达到了国际先进水平；集成开发了木质纤维素基内塑化、多元合金、挤出加工、环保型液化和发泡等复合加工应用技术，一批生物质基降解材料和泡沫保温材料新产品脱颖而出，开发了阻燃性能达到B级的液化木质纤维素基聚氨酯硬质泡沫材料，并在墙体保温材料中得到成功应用。突破采用双螺杆挤出和吹塑成膜等通用塑料加工设备，开发可降解成分达到80％的木质纤维素一聚己内酯的新材料，提高了我国生物降解塑料的技术水平。

课题实施过程已形成了5000吨生物质高分子新材料的生产能力，开发的纤维素基可降解材料、阻燃型液化木质纤维素基聚氯酯硬质泡沫材料、生物质复合高分子乳液、EO级人造板用高性能木质素酚醛树脂胶黏剂、高介电性能的木质纤维素一氨基树脂复合材料、高性能木质纤维素基离子交换树脂、pH敏感型水凝胶、生物质基载药纳米微粒等新型功能材料，在建材、人造板、农用材料、电器、水处理、医药等领域具有广泛的应用前景。目前，世界高分子材料的产量大约2亿吨／年，我国高分子材料年需求量超过5000万吨，主要依赖石油资源，消耗石油资源6000万吨，生物质基替代产品不足1％，如果实现替代10％，可节约石油资源600万吨，减排CO2，1800万吨。