生物基材料是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，利用豐富的生物質(zhì)資源開發(fā)環(huán)境友好和可循環(huán)利用的生物基材料，最大限度地替代塑料、鋼材、水泥等材料，對于替代化石資源、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重大意義。生物質(zhì)高分子新材料是生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，本課題意在突破木質(zhì)纖維素分離與改性、功能化、納米化、復(fù)合與加工等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制具有特定生物、機(jī)械性能的新材料，形成農(nóng)林生物質(zhì)資源高效增值綜合利用的材料化技術(shù)路線，為實(shí)現(xiàn)化石資源的有效替代提供技術(shù)支撐。
課題通過三年創(chuàng)新性研究，獨(dú)創(chuàng)了木質(zhì)纖維素有機(jī)酸分離技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)纖維的定向分離與有效降解，獲得質(zhì)量分布均一、溶解特性良好的木素，顯著提高了我國生物質(zhì)組份定向分離的水平；攻克了反轉(zhuǎn)相化、互穿網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了木質(zhì)纖維素功能化技術(shù)體系，成功開發(fā)出對三價(jià)鉻離子吸附達(dá)60mg/g的高性能離子交換樹脂、對亞甲基藍(lán)吸附達(dá)800mg/g的具有抗菌性能的pH敏感型水凝膠等新型功能材料，增強(qiáng)了我國生物質(zhì)材料功能化水平；突破了復(fù)合乳液聚合、水相聚合、自組裝等納米化技術(shù)，研制出高性能纖維素-丙烯酸酯雜化乳液、100～500納米的木質(zhì)素納米碳纖維和生物納米藥物載體，對抗腫瘤藥物奧沙利鉑的包裹效率達(dá)到70%，載藥量大于7%，達(dá)到了國際先進(jìn)水平；集成開發(fā)了木質(zhì)纖維素基內(nèi)塑化、多元合金、擠出加工、環(huán)保型液化和發(fā)泡等復(fù)合加工應(yīng)用技術(shù)，一批生物質(zhì)基降解材料和泡沫保溫材料新產(chǎn)品脫穎而出，開發(fā)了阻燃性能達(dá)到B級的液化木質(zhì)纖維素基聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料，并在墻體保溫材料中得到成功應(yīng)用。突破采用雙螺桿擠出和吹塑成膜等通用塑料加工設(shè)備，開發(fā)可降解成分達(dá)到80%的木質(zhì)纖維素-聚己內(nèi)酯的新材料，提高了我國生物降解塑料的技術(shù)水平。
課題實(shí)施過程已形成了5000噸生物質(zhì)高分子新材料的生產(chǎn)能力，開發(fā)的纖維素基可降解材料、阻燃型液化木質(zhì)纖維素基聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料、生物質(zhì)復(fù)合高分子乳液、E0級人造板用高性能木質(zhì)素酚醛樹脂膠黏劑、高介電性能的木質(zhì)纖維素-氨基樹脂復(fù)合材料、高性能木質(zhì)纖維素基離子交換樹脂、pH敏感型水凝膠、生物質(zhì)基載藥納米微粒等新型功能材料，在建材、人造板、農(nóng)用材料、電器、水處理、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，世界高分子材料的產(chǎn)量大約2億噸/年，我國高分子材料年需求量超過5000萬噸，主要依賴石油資源，消耗石油資源6000萬噸，生物質(zhì)基替代產(chǎn)品不足1%，如果實(shí)現(xiàn)替代10%，可節(jié)約石油資源600萬噸，減排CO21800萬噸。
