我校科研团队在生物基工程塑料领域取得新进展

近日，我校木本油料资源利用全国重点实验室于海鹏教授团队与沈阳化工大学赵大伟教授、德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授合作，在国际期刊《先进材料（Advanced Materials）》发表题为 “Cellulosic Engineering Plastic with High Shapeability, Recyclability, Lightweight and High-Strength Properties”的研究论文。该研究提出了一种基于离子络合诱导分子组装与构型调控策略，成功开发了一种轻量化、高强度的纤维素基工程塑料，为替代传统石油基塑料提供了创新的解决方案。

纤维素作为自然界中最丰富的天然高分子资源，来源广泛、可再生和可降解，在生物质基塑料领域展现出巨大潜力。团队通过钙离子络合诱导纤维素分子网络重组后原位引入聚丙烯酰胺（PAAm）分子，构建纤维素-PAAm超分子网络；进一步通过乙醇实现纤维素与PAAm超分子网络构型调节，构筑连续稳定的分子卷曲型超分子网络，成功制备出兼具优异力学性能与良好加工适应性的纤维素工程塑料（CEP）。CEP具有低密度（0.73 g/cm³），拉伸强度和模量分别达到105.7 MPa和2.0 GPa，弯曲强度和模量分别达到106.6 MPa和3.4 GPa，压痕模量达到6.06 GPa，硬度达到0.56 GPa，抗冲击强度达到77.5 kJ/m²，玻璃化转变温度达到154 °C，在100 °C 条件下仍保持约2 GPa的储存模量，同时线性热膨胀系数为21.9×10^-6 K^-1，在力学、热稳定性等多项指标上优于聚丙烯（PP）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）及聚乳酸（PLA）等常见塑料。

CEP具有良好的加工适应能力，可通过浇注、模压及连续成型等方式实现复杂结构制备，满足工程化应用需求。该研究成果为高性能生物基工程塑料的分子设计与结构调控提供了新的设计思路，在绿色制造、汽车内饰、建筑结构材料以及高端装备轻量化等领域具有广阔应用前景。

论文链接：https://advanced-onlinelibrary-wiley-com-s.webvpn.nefu.edu.cn/doi/10.1002/adma.73129