第1章緒論1

1.1木塑復合材料發展與問題暴露2

1.2PVC基木塑復合材料界面結合改性研究現狀5

1.3木塑復合材料生物耐久性研究現狀13

1.4天然殼聚糖抗菌性及其復合材料研究現狀19

參考文獻25



第2章異種樹種木粉PVC基木塑復合材料的天然生物耐久性29

2.1原材料與性能評價方法31

2.2異種樹種木粉PVC基木塑復合材料天然耐腐性能36

2.3異種樹種木粉PVC基木塑復合材料天然抗藻性能40

2.4異種樹種木粉PVC基木塑復合材料天然防霉性能43

2.5異種樹種木粉PVC基木塑復合材料天然抗白蟻性45

2.6異種樹種木粉內含物對PVC基木塑復合材料天然生物耐久性的影響49

參考文獻56



第3章殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料的抗菌性58

3.1原材料與抗菌性能評價方法60

3.2不同含量殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料抗菌性63

3.3不同分子量殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料抗菌性65

3.4不同脫乙酰度殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料抗菌性67

3.5殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材素及含量變化68

參考文獻72



第4章殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料工藝技術與優化73

4.1原材料與工藝方法75

4.2外觀質量78

4.3彎曲強度79

4.4彎曲模量81

4.5拉伸強度83

4.6抗衝擊強度85

4.7密度87

4.8綜合分析89

4.9工藝驗證90

參考文獻90



第5章殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料界面結合性91

5.1原材料與研究方法93

5.2界面結合性變化的宏觀力學行為96

5.3界面結合性變化的化學基團98

5.4界面結合性變化的微觀形貌103

5.5界面結合性變化的動態黏彈特性105

5.6界面結合性變化對維卡軟化點的影響108

5.7界面結合性變化對玻璃化轉變溫度的影響110

5.8界面結合性變化對密度的影響112

5.9界面結合性變化對吸水穩定性的影響113

參考文獻115



第6章殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料熱解動力學及流變行為117

6.1原材料與研究方法119

6.2熱解動力學123

6.3流變行為129

參考文獻137



第7章納米粒子插層-表面接枝對生物改性PVC基木塑復合材料界面結合影響139

7.1原材料與研究方法141

7.2納米粒子插層-表面接枝改性後化學基團變化144

7.3納米粒子插層置換改性效果145

7.4界面結合性增強的微觀形貌變化147

7.5納米粒子插層-表面接枝改性前後表面特性變化151

7.6界面結合性增強的熱穩定性分析152

7.7界面結合性增強的宏觀力學行為153

7.8界面結合性增強的吸水穩定性154

參考文獻155

木塑復合材料是以生物質顆粒或纖維為主要組分，經過預處理使之與熱塑性樹脂結合而成的一種新型環保材料。“似木非木、似塑非塑”的木塑復合材料兼有生物質原料的來源廣泛、成本低廉、可再生及可生物降解和高分子材料的質輕、比強度高、加工性和化學穩定性好等雙重優點。近年來被大規模推廣應用於市政園林景觀（戶外鋪板、桌椅、廊架、圍欄、涼亭、花箱）、包裝物流（托盤、包裝箱）、車輛船舶（汽車船舶等內裝飾材料、隔熱材料）、室內外裝飾及建築（弔頂、牆板、地板、門窗、廚衛家具）和其他日常生活用品（一次性餐具、酒店牙刷）等。木塑復合材料的性能升級和應用領域拓展已成為國內外關注的熱點。

界面結合性是木塑復合材料研究中備受關注的核心問題之一，聚氯乙烯樹脂（PVC）中氯原子具有接受電子潛質，使得PVC分子鏈表現出潛在Lewis 酸特性。傳統界面結合改性方法中並未考慮到Lewis酸堿結合的潛在作用。殼聚糖是自然界天然堿性多糖，其分子中氮原子上含有的未共用電子使其具有潛在Lewis 堿特性。天然木粉多呈酸性，且木粉三大素中的羥基和殼聚糖中的氨基具有氫鍵結合潛力。另一方面，在木塑復合材料發展初期，人們大多認為將高分子材料基質與生物質顆粒或纖維復合後，由於高分子基質自身對生物因子（如真菌、白蟻、藻類等）的高度抗性，可使木塑復合材料具備良好的天然生物耐久性。然而，隨著木塑復合材料產業的快速發展及其制品在各個領域的廣泛使用，發現實際效果並非如此。

本書以作者多年研究成果為基礎，參閱大量國內外相關文獻，將Lewis酸堿理論與綠色生物改性思路相結合，以天然Lewis堿性殼聚糖、Lewis酸性PVC和酸性木粉通過Lewis酸堿結合增強界面理論為基礎，開展了殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料研究，重點闡述了殼聚糖生物改性PVC基木塑復合材料工藝技術與抗菌性、界面結合增強機理、熱解動力學與流變行為、納米粒子插層與表面接枝影響等。同時，為進一步了解木塑復合材料的天然生物耐久性，本書中也繫統地評估了不同樹種木粉在未加任何化學添加劑的情況下制備的PVC基高填充木塑復合材料的天然防霉、耐腐、抗藻和抗白蟻等生物耐久性差異，深入對比分析了木粉抽提物含量與化學組分對木塑復合材料生物耐久性影響的內在原因。

本書所列內容的研究過程中，得到了國家自然科學基金（32060381）、雲南省應用基礎研究面上和青年項目（2019FB067和2015FD024）、雲南省萬人計劃青年撥尖人纔專項（2020）、雲南省科協青年托舉工程人纔資助項目（20180005）、廣東省農業攻關項目（2011B020310002）和廣東省林業科技創新項目（2011KJCX015-01）等的資助，同時得到了廣東省微生物研究所省部共建華南應用微生物國家重點實驗室、廣東省菌種保藏與應用國家重點實驗室和廣東省微生物應用新技術公共實驗室在分析測試方面的大力支持，在此一並致謝！

由於書中內容涉及多學科交叉，相關研究領域的新成果和新應用層出不窮，加之筆者學識功底有限且時間倉促，書中疏漏之處在所難免，敬請有關專家和廣大讀者批評指正。



徐開蒙

2021年4月於昆明