中国科学院宁波材料技术与工程研究所

宁波材料所“农作物秸秆禾塑仿木复合材料产业化技术”入选农业面源污染综合治理关键技术

发布:2023-12-30

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  近日,农业农村部农业生态与资源保护总站发布关于推介农业面源污染综合治理关键技术的通知,公布了遴选出的33项农业面源污染综合治理关键技术并予以推荐,中国科学院宁波材料技术与工程研究所朱锦研究员与那海宁研究员带领生物基高分子材料团队开发的“农作物秸秆禾塑仿木复合材料产业化技术”位列其中。

  我国是农业大国,农作物秸秆资源十分丰富,2022年全国主要农作物秸秆理论资源量为9.77亿吨,可收集资源量在7.37亿吨左右。一直以来,农作物秸秆就是农村面源污染的一个源头,每年总有大量秸秆在田间焚烧,产生大量浓烟,污染环境。如何实现农作物秸秆离田高附加值产业化利用,是推动秸秆综合利用可持续发展面临的难题。

  基于农作物类禾本植物的秸秆中富含大量优质植物纤维的特性,中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队在朱锦研究员与那海宁研究员的带领下,创建了包含“一体化投料”、“高速剪切捏合”及“产业自动化”等技术模块的农作物秸秆禾塑仿木复合材料产业化技术。运用秸秆禾塑仿木复合材料产业化技术将蓬松状短切秸秆(长度2-3cm)与颗粒状回收塑料、助剂进行一体化快速准确计量与高效均质复合,所得禾塑复合材料中的秸秆填充量最高可达80%、秸秆填料中原生植物纤维长度高达0.3-1cm,高速混合全程不超过45s,材料加工成型单位耗电量不超过100kWh/t。突破传统木塑复合材料挤出加工技术无法实现的高含量、大长径比木质纤维与塑料的快速、均质混合,形成协同计料、投料、混合、复合、卸料、冷却、造粒、成型为一体的自动化控制技术,满足玉米秸秆、麦秆、黄麻、纸浆、芦苇、椰丝、棕榈等各类秸秆用于各类板材、型材制品的规模化制造。单条产线的年产能可达4000吨,能满足各类板材、型材制品的年产超过20 万平方米,所得材料制品可广泛用于户外景观、栈道、护栏,室内装饰、家具、门窗、地板等。由禾塑复合材料制造材料制品具有木质感强、综合性能高且耐老化的特点。该技术在推动农作物秸秆的高质材料化利用的同时,也为“双碳”目标的实现构建了重要的实施途径。

  农业面源污染综合治理关键技术由农业农村部农业生态与资源环保总站于2021年和2022年面向全国范围在全国范围内公开征集,经单位推荐、形式审查和专家评审,并征求重点流域农业面源污染综合治理专家意见评选而出,旨在深入推进“十四五”时期农业面源污染治理工作,进一步指导各地提升农业面源污染治理能力。根据通知,未来各地各有关单位将结合实际,加快适用关键技术推广应用,助力农业绿色发展和乡村生态振兴。

  (高分子与复合材料实验室 那海宁)