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木质素增强生物塑料的研究进展
随着全球环保意识的提高和非可再生资源的日益减少，人类对于可持续发展的要求越来越高。传统的塑料制品给环境带来了很大的污染和生态破坏。为了寻求一种可替代传统塑料的新型材料，生物塑料应运而生。木质素是一种天然存在于植物细胞壁中的高分子化合物，具有优异的物理和化学性质，因此木质素被广泛研究作为增强剂用于生物塑料中。本文将结合现有相关文献，综述木质素作为生物塑料增强剂的研究进展。
一、生物塑料的基本概述
生物塑料，是指以可生物降解的大分子为主要组成部分的塑料材料。相比于传统的石油基塑料，生物塑料具有良好的可降解性、可再生性等特点，能够最大程度减少对环境的污染。现代生物塑料主要有淀粉类、聚乳酸类、纤维素类、蛋白质类等多种类型。其中，淀粉类生物塑料由于生产成本低、操作简单等优点得到广泛应用。由于生物塑料的优点，其在食品包装、医疗器械、电子设备等领域得到越来越广泛的应用。
二、木质素的性质特征
木质素是存在于植物细胞壁中的一种天然高分子化合物，占据了植物木质部组织的70%-90%。其化学结构以苯环为主体，由苯环单体嵌合而成，具有极强的抗氧化性、化学稳定性和力学强度。因此，可作为一种良好的增强剂应用于生物塑料中。
三、木质素在生物塑料中的增强作用
由于木质素具有优异的物理化学性质，其应用于生物塑料中能够改善其力学性质、尺寸稳定性和耐候性。具体表现为：
1、提高塑料的力学性能
木质素具有较高的强度和刚性，因此其添加到生物塑料中能够增加其强度和韧性，提高其耐久性和承载能力。许多文献表明，将木质素作为生物塑料的增强剂时，可使其拉伸强度和弹性模量提高20%以上。
2、提高生物塑料的尺寸稳定性
生物塑料通常会受到环境湿度、温度的影响而导致尺寸的变化，从而影响其使用寿命。将木质素添加到生物塑料中能够提高其尺寸稳定性，减少因环境影响而导致的变形和开裂现象。
3、提高生物塑料的耐候性
生物塑料往往会受到紫外光的影响而发生老化变质。将木质素作为生物塑料增强剂时，能够提高其紫外光稳定性，延长其使用寿命。
四、木质素在生物塑料中的应用研究
1、淀粉类生物塑料
淀粉类生物塑料是最常见的生物塑料类型之一，以玉米淀粉、土豆淀粉为原材料，经过特殊工艺加工而成。目前，将木质素作为淀粉类生物塑料的增强剂被广泛研究。例如，将木质素与玉米淀粉混合后加工成制品时，从其力学性能、物理性质和热稳定性方面评估了木质素的增强效果（Rossi等，2015；Wang等，2019；Wang等，2020）。
2、聚乳酸类生物塑料
聚乳酸类生物塑料在生物降解性和可再生性方面比较优秀，因此在食品包装等方面得到广泛应用。文献中报道将木质素添加到聚乳酸中改善其力学性能和尺寸稳定性（Chen等，2016；Memari等，2017；Jiang等，2019）。
3、纤维素类生物塑料
纤维素类生物塑料主要以木质纤维素为原材料，在制品的稳定性和可塑性方面具有良好的表现。将木质素添加到纤维素类生物塑料中，不仅能够提高其力学性能和增强性能，而且还能够减少变形和老化问题（Wang等，2016；Qian等，2018）。
五、总结与展望
综上所述，木质素作为一种良好的增强剂应用于生物塑料中是可行的。通过添加木质素，能够提高生物塑料的物理化学性质、尺寸稳定性、耐候性等，从而提高其整体性能。尽管现阶段木质素增强生物塑料的研究还存在问题，如木质素的稳定性和生产成本等，但是随着科技的不断进步，相信这些局限性会逐步被克服。未来，木质素增强生物塑料的研究将会进一步发展，为探索一种高性能、环保、可持续发展的新型材料提供了新的思路。