“以竹代塑”竹粉先行:竹粉的材料优势、加工与应用

发布时间 | 2026-01-07 09:25 分类 | 粉体入门 点击量 | 1719
干燥
导读:​摘要:解读“以竹代塑”基础材料——竹粉

随着我国经济社会的快速发展,木质资源短缺问题日益严峻,同时一次性塑料制品的过度使用进一步加剧了环境压力。为推动绿色发展,我国与国际竹藤组织于2022年共同发起“以竹代塑”倡议,旨在以竹子替代塑料,减少塑料污染。2023年国家发改委等部门印发《加快“以竹代塑”发展三年行动计划》,进一步推动开发低成本可降解竹基复合材料,以规模化替代日用品、建筑工程、交通和农业等领域的一次性塑料制品,形成产业新趋势。

一、竹粉概述

1、什么是竹粉?

现代工业中,竹粉指通过机械粉碎、研磨等工艺将竹子(包括竹竿、竹叶等)加工成的细粉。作为一种重要的生物质填充材料,竹粉具有绿色低碳、易降解、低成本等特点,广泛应用于日用、建筑工程、农业等领域的塑料制品开发与替代。


竹粉(图源:森隆生物科技)

2、主要特性

天然环保性:来源于可再生竹材,具有低碳排放、可生物降解的特点。

物理特性:颜色多为浅黄或白色,带草木气味;粒度可调(常见20–200目);吸湿性强,需干燥储存以防结块。

化学成分:保留竹子的天然成分,如纤维素、半纤维素、木质素及微量元素,属于天然有机高分子材料,可根据应用场景归类为生物质材料、环保填充材料或功能性添加剂。

结构特征:保留竹纤维结构,微观形态呈不规则片状或纤维状,比表面积大(5–20m²/g),表面富含羟基、羧基等活性官能团,易于与其他材料结合。


竹粉SEM图

二、竹粉的分类与应用

依据粒径范围及应用领域,竹粉可分为粗竹粉、细竹粉、微竹粉、超微竹粉4类:


竹粉的四大类别

不同粒度竹粉填充料对应于不同的应用场景。竹粉粒径越小,其在塑性基体中分散越均匀,可加快整体产品的生物降解速度,有利于实现产品的轻量化;同时力学性能(如抗弯强度、模量)越好。


不同粒度竹粉填充料的应用场景

三、竹粉作为填充料性能优势

相对于其他有机和无机填充材料,竹材作为填充料优势明显:

竹粉振实密度低,[60、30、20、10μm的竹粉振实密度分别为0.33、0.26、0.23、0.17ρ/(g/cm3)],能有效降低物流成本;

多糖含量高、灰分低,易于与聚酯形成交联,有助于材料力学性能提升;

淀粉含量高,加工可塑性强;

孔隙丰富渗透性强,可与聚酯基体形成稳定的互锁结构;

加工成本低,无需高端设备与复杂工艺。

四、竹粉加工技术难点

目前竹粉加工已能实现不同细度级别的生产,微竹粉和超微竹粉主要通过多级串联的精细加工工艺制得。然而,将竹粉稳定加工至800目以上仍面临以下挑战:

1、纤维韧性竹材本身纤维结构完整、韧性极强,在粉碎到微米级时易缠绕、粘连,粉碎效率急剧下降,能耗剧增。

2、高吸湿性:竹粉吸湿性强,在加工过程中易吸湿导致团聚、结块,影响分级效果与进一步粉碎。

3、流动性差在管道输送和分级过程中容易粘附、堵塞,影响生产连续性和稳定性。

4、工艺复杂,成本高昂:超细竹粉加工须采用多级串联系统(如气流粉碎),这些设备能耗高、投资大,且工艺控制要求极为精细。每提升一个细度级别,成本呈非线性增长。

5、热敏性与降解风险:高速粉碎产热,可能导致竹粉(尤其是木质素等成分)发生热降解或焦化,影响最终产品的色泽和性能。

总结来说,超细竹粉因其优异的性能而应用前景广阔,但受限于竹材自身强韧、吸湿的物理特性,其超细粉碎加工面临效率、成本和工艺稳定性的多重挑战。

五、“以竹代塑”应用领域与潜力

当前,竹粉在多个领域展现出“以竹代塑”的巨大潜力:

1、环保包装、一次性制品


商品化的竹粉填充包装袋、地膜和育苗袋

竹纤维环保餐盒系列

2、户外建材


a)户外地板;b)墙板;c)格栅。

竹基复合材料的户外应用

3、家居

a)公共艺术景观装置;b)笔架;c)烟灰缸。

竹基复合材料在景观装置及家居用品中的应用

4、汽车零部件


竹纤维汽车内饰件成功上车

此外,竹粉在电池硬炭负极材料、环境修复、化妆品、食品等多个高附加值产业中逐步得到开发与应用。

六、结语

竹粉作为一种绿色、可再生的生物质材料,在“以竹代塑”政策推动与公众环保意识提升的双重助力下,正迎来新的发展机遇。尽管超细竹粉加工仍面临技术挑战,但其在包装、建材、家居、汽车等多元领域的应用已显示出显著的可持续发展潜力,成为推动“以竹代塑”与产业绿色转型的重要力量。

 

参考文献:

[1] 王甜,张淑敏,饶世振,等.竹粉填充料在可降解膜袋中的应用潜力[J].世界竹藤通讯,2025.

[2] 温家欣,方庆宁,陈园,等.竹基复合材料在现代家居设计中的应用[J].世界竹藤通讯,2024.

[3] 汽车内饰用竹纤维复合材料制造关键技术与应用[J].世界竹藤通讯,2025.

 

粉体圈七七

作者:粉体圈

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