生物炭/塑料復(fù)合材料是以高度富集的炭骨架和疏松多孔結(jié)構(gòu)的生物炭為增強(qiáng)相，以塑料為基體制得的新型復(fù)合材料，憑借生物炭?jī)?chǔ)量高、可再生的特點(diǎn)，以生物炭增強(qiáng)改性的復(fù)合材料成為最具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧现弧?/span>

聚氯乙烯(PVC) 作為一類通用熱塑性塑料，廣泛應(yīng)用于建筑材料、工業(yè)制品和日用品等領(lǐng)域。

但由于需要添加大量助劑而使其阻燃和熱穩(wěn)定性降低，其通常在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量黑煙和腐蝕性氣體而極具危險(xiǎn)性。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者們對(duì)其阻燃抑煙開(kāi)展了大量的理論和應(yīng)用研究，但任何單一阻燃抑煙劑都存在自身缺陷，通常需要協(xié)效復(fù)配才能達(dá)到良好的阻燃抑煙效果，從而增加了工藝難度與制備成本。有研究采用炭黑(CB) 改性PVC，以得到導(dǎo)電性能優(yōu)化、物理力學(xué)性能優(yōu)良的PVC基復(fù)合材料。但往往CB負(fù)載量越大，與聚合物基體的相容性越低，力學(xué)性能越差，限制了其廣泛應(yīng)用。竹炭作為一種新興的功能性生物質(zhì)炭，具有吸附、遠(yuǎn)紅外效應(yīng)和電磁屏蔽等特性。通過(guò)添加多孔、高比表面積的竹炭有利于與聚合物基體產(chǎn)生機(jī)械互鎖和吸附作用，可以有效促進(jìn)填料界面與聚合物基體之間的鍵合而增強(qiáng)力學(xué)。研究表明，BC在聚合物中添加量達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù) 70%時(shí)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和楊氏模量仍能獲得360%和520%的增加; 并且將 BC 與其他阻燃劑復(fù)配構(gòu)成協(xié)效阻燃體系用于阻燃聚合物，可達(dá)到預(yù)期的阻燃效果，克服木塑復(fù)合材料(WPC)由塑料和木粉制備得到而具有的易燃屬性。而利用BC協(xié)同殼聚糖(CS) 改性WPC，在提高WPC力學(xué)強(qiáng)度的同時(shí)，也能夠有效改善其熱穩(wěn)定性。但關(guān)于BC/PVC復(fù)合板材制備、熱穩(wěn)定性和燃燒性能等方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

有實(shí)驗(yàn)表明：

1) BC/PVC含水率、靜曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、吸水厚度膨脹率符合GB/T24137—2009和 DB44T349—2006對(duì)木塑復(fù)合材料的性能要求，顯示出優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，有望成為一種新型室內(nèi)外裝飾材料。

2) BC/PVC的熱失重明顯減少并略有延后，BC/PVC的殘余質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)45.05%，約為純 PVC的5.3倍，BC顯著增強(qiáng)了BC/PVC的高溫環(huán)境下的熱穩(wěn)定性。

3) BC顯著增強(qiáng)了復(fù)合材料的阻燃防煙性能，有效減少燃燒過(guò)程HCl生成，降低煙氣毒性; “有效炭層”使燃燒過(guò)程中的熱量釋放降低38.05%、煙氣釋放量?jī)H為PVC的1/3,600s時(shí)的ＲM為PVC的近11倍，提升材料在火災(zāi)時(shí)的安全性。

4) BC/PVC在8～14μm 波段的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率均值達(dá)0.938，具高遠(yuǎn)紅外輻射率，在保健功能材料領(lǐng)域?qū)⒂幸欢☉?yīng)用價(jià)值。