Med den kontinuerlige forbedring af den globale bevidsthed om miljøbeskyttelse og den stadig mere presserende efterspørgsel efter bæredygtig udvikling står traditionelle materialer over for mange udfordringer, og hvede miljøvenlige materialer er fremkommet som et voksende biobaseret materiale. Denne artikel uddyber om egenskaber, forskning og udvikling og produktionsstatus for hvede miljøvenlige materialer, analyserer dybt dens anvendelsesudsigter inden for emballage, tekstiler, byggeri, landbrug og andre felter og udforsker mulighederne for muligheder og udfordringer, og der er hjælp til fremtidige udviklingsudviklingsudvikling, der sigter mod at give en omfattende reference til relevante industripraksis, forsker og politiske beslutningstagere, og hjælper med at fremme den udbredte anvendelse og de udbredte anvendelser, der er overvældende, der vil have et omfattende miljø, der er omtalt om, om forskere og politiske beslutningstagere, og hjælper med den udbredte anvendelse og de udbredte anvendelser og overvågning af vi har et omfattende miljø, der er en omfattende omtaltning af miljø, der er omtalt for at få den udbredte anvendelse af de udbredte anvendelser, der er overvågning. Materialer.
1. Introduktion
I dagens æra er miljøspørgsmål blevet en af ​​de vigtigste faktorer, der begrænser udviklingen af ​​det menneskelige samfund. Traditionelle materialer såsom plast og kemiske fibre har forårsaget en række alvorlige problemer, såsom ressourcemangel, højt energiforbrug og hvid forurening under produktion, brug og affaldsbehandling. På denne baggrund er det presserende at finde vedvarende, nedbrydeligt og miljøvenlige alternative materialer. Som en vigtig madafgrøde, der er bredt dyrket i verden, har hvedeens biprodukter i behandlingsprocessen, såsom hvedestrå og hvedekli, vist sig at have et enormt materialeveludviklingspotentiale. Hvede miljøvenlige materialer, der er transformeret af innovative teknologier, dukker gradvist op og forventes at omforme flere industrielle mønstre.
2. oversigt overHvede miljøvenlige materialer
Kilder og ingredienser i råvarer
Hvede miljøvenlige materialer stammer hovedsageligt fraHvedestråog klid. Hvedestrå er rig på cellulose, hemicellulose og lignin, og disse naturlige polymerer giver grundlæggende strukturel støtte til materialet. Cellulose har egenskaberne ved høj styrke og høj krystallinitet, hvilket giver den materielle sejhed; Hemicellulose er relativt let at nedbryde og kan forbedre behandlingsydelsen; Lignin forbedrer materialets stivhed og vandmodstand. Hvedekli er rig på kostfiber, protein og en lille mængde fedt, mineraler osv., Som kan supplere mangel på halmkomponenter og optimere materialestyrelsen, såsom forbedring af fleksibilitet og overfladeegenskaber, hvilket gør det mere velegnet til diversificeret behandlingsteknologi.
Forberedelsesproces
I øjeblikket dækker forberedelsesprocessen med hvede miljøvenlige materialer fysiske, kemiske og biologiske metoder. Fysiske metoder, såsom mekanisk knusning og varm pressestøbning, som knuser halm og derefter former det under højt temperatur og højt tryk, er enkle at betjene og lave omkostninger. De bruges ofte til at forberede primære produkter såsom engangsbord- og plader; Kemiske metoder inkluderer esterificering og æterificeringsreaktioner, der bruger kemiske reagenser til at modificere molekylstrukturen af ​​råmaterialer for at forbedre vedhæftningen og vandmodstanden for materialer for at imødekomme højere krav til emballering og tekstilanvendelser, men der er en risiko for kemiske reagensrester; Biologiske metoder bruger mikroorganismer eller enzymer til at nedbryde og transformere råvarer. Processen er grøn og blid, og høj værditilvækst fine materialer kan tilberedes. Imidlertid begrænser den lange gæringscyklus og høje omkostninger ved enzympræparater store anvendelser, og de fleste af dem er i laboratorieforsknings- og udviklingsstadiet.
3. fordele ved hvede miljøvenlige materialer
Miljømæssig venlighed
Set fra evaluering af livscyklus har hvede miljøvenlige materialer vist deres fordele. Dens råmateriale vækstproces absorberer kuldioxid og frigiver ilt, hvilket hjælper med at lindre drivhuseffekten; Produktionsprocessen har lavt energiforbrug, hvilket i høj grad reducerer afhængigheden af ​​fossil energi sammenlignet med petroleumsbaseret plastsyntese; Affaldsbehandlingen efter brug er enkel, og det kan bionedbrydes hurtigt i det naturlige miljø, der generelt nedbrydes til ufarlig vand, kuldioxid og humus om et par måneder til et par år, hvilket effektivt løser miljøproblemerne, såsom jordforurening og vandblokering forårsaget af "hundrede år ikke-korrosion" af traditionel plast.
Ressourcefornyelighed
Som en årlig afgrøde plantes hvede bredt og har et enormt globalt output hvert år, som kontinuerligt og stabilt kan give tilstrækkelige råvarer til materialeforberedelse. I modsætning til ikke-vedvarende ressourcer som olie og kul, så længe landbrugsproduktionen er rimeligt planlagt, er hvede-råmaterialer næsten uudtømmelige, hvilket sikrer den langsigtede forsyningskæde i materialesektoren, reducerer de industrielle risici, der er forårsaget af ressourceudtømning, og er i overensstemmelse med begrebet cirkulær økonomi.
Unik præstation
Hvede miljøvenlige materialer har god varmeisolering og lydisoleringsegenskaber, der er afledt af dens interne porøse fiberstruktur. Luft fylder det for at danne en naturlig barriere, der har betydelige fordele inden for bygningsisoleringsbestyrelser; På samme tid er materialet let i tekstur og har en lav relativ densitet, hvilket reducerer produktets vægt og letter transport og anvendelse. For eksempel inden for luftfartsmballage reducerer det for eksempel omkostningerne og sikrer beskyttende ydeevne; Derudover har det også visse antibakterielle egenskaber. De naturlige ingredienser i hvedestrå og hvedekli har en hæmmende virkning på væksten af ​​nogle mikroorganismer, der udvider produktets holdbarhed og har brede udsigter i fødevarepakkerapplikationer.
4. Anvendelsesfelter af hvede miljøvenlige materialer
Emballageindustri
Inden for emballagen erstatter hvede miljøvenlige materialer gradvist traditionel plastemballage. Med hensyn til engangsbord, plader, frokostkasser, strå osv. Lavet af hvedestrå er ens i udseendet som plast, men er ikke-toksiske og smagløse og frigiver ikke skadelige kemikalier, når de opvarmes, imødekommer behovene i fødevarelevering. Nogle store kæde cateringfirmaer er begyndt at prøve at promovere dem; I ekspressemballage bruges dæmpningsmaterialer, konvolutter og kartoner lavet af det til at fylde foringen, der har god dæmpningspræstation, beskytter varerne og kan nedbrydes på samme tid, hvilket reducerer akkumuleringen af ​​udtrykkelig affald. E-handelsplatforme og udtrykkelige virksomheder har piloteret det, og det forventes at omforme det grønne logistikpakningssystem.
Tekstilindustri
Cellulosefiber ekstraheres fra hvedestrå og hvedekli og behandles til en ny type tekstilstof gennem en speciel spindingsproces. Denne type stof er blød og hudvenlig, åndbar og har bedre fugtighedsabsorption end ren bomuld. Det er tørt og behageligt at have på og har sin egen naturlige farve og tekstur. Det har en unik æstetisk værdi og er kommet frem inden for high-end mode og boligindretning. Nogle modemærker har lanceret hvedefiberbeklædning med begrænset udgave, som har tiltrukket markedets opmærksomhed og injiceret vitalitet i udviklingen af ​​bæredygtig mode.
Byggeri
Som bygningsisoleringsmateriale er hvede miljøvenlige paneler lette at installere, og isoleringseffekten kan sammenlignes med de traditionelle polystyrenpaneler, men uden sidstnævnte brandbarhed og giftige gasfrigørelsesfarer, hvilket forbedrer bygningens brandsikkerhed; På samme tid bruges de til indvendig udsmykning, såsom vægdekorative paneler og lofter, til at skabe en naturlig og varm atmosfære og kan også justere indendørs fugtighed, absorbere lugt og skabe et sundt livsmiljø. Nogle økologiske bygningsdemonstrationsprojekter har vedtaget dem i store mængder, hvilket har ført tendensen med grønne byggematerialer.
Landbrugsfelt
I landbrugsproduktion spiller frøplanter og mulch lavet af hvede miljøvenlige materialer en vigtig rolle. Frøplantepotter kan naturligt nedbrydes, og det er ikke nødvendigt at fjerne gryderne, når der transplanterer frøplanter, undgår rodskade og forbedrer overlevelsesraten for transplantation; Nedbrydelig mulch dækker landbrugsjord, bevarer fugt og øger temperaturen for at fremme afgrødevækst og nedbrydes sig selv, når vækstsæsonen er afsluttet, uden at påvirke den næste afgrøderdyrkning, løse problemet med traditionel plastiske mulch -rester, der forurener jorden og hindrer landbrugsoperationer og fremmer bæredygtig landbrugsudvikling.
V. Udfordringer, der står over for udviklingen af ​​hvede miljøvenlige materialer
Tekniske flaskehalse
På trods af fremskridt inden for forskning og udvikling findes der stadig tekniske vanskeligheder. Først optimering af materialepræstation. Med hensyn til forbedring af styrke og vandbestandighed for at imødekomme komplekse brugsscenarier kan eksisterende teknologier ikke afbalancere omkostninger og ydeevne, som begrænser udvidelsen af ​​avancerede applikationer. For det andet er produktionsprocessen ustabil, og udsving i råmateriale ingredienser i forskellige batches fører til ujævn produktkvalitet, hvilket gør det vanskeligt at opnå standardiseret storstilet produktion, der påvirker virksomhedsinvesteringens tillid og markedsfremme.
Omkostningsfaktorer
På nuværende tidspunkt er omkostningerne ved hvede miljøvenlige materialer højere end for traditionelle materialer. I råmaterialindsamlingsstadiet er halm spredt, opsamlingsradius er stor, og opbevaring er vanskelig, hvilket øger transport- og lageromkostningerne; I produktionsstadiet er avanceret udstyr afhængig af import, biologiske enzympræparater og kemiske modifikationsreagenser er dyre, og selvom produktionsenergiforbruget er relativt lavt, tegner det sig stadig for en stor del af omkostningerne; I den tidlige fase af markedsfremme er skalaeffekten ikke dannet, og enhedsproduktomkostningerne kan ikke reduceres. Det er i en ulempe ved at konkurrere med lave priser traditionelle materialer, som forhindrer forbrugere og virksomheder i at vælge.
Markedsbevidsthed og accept
Forbrugerne har længe været vant til traditionelle materialer og produkter og har begrænset viden om hvede miljøvenlige materialer. De er bekymrede for deres holdbarhed og sikkerhed og har lidt vilje til at købe; På virksomhedssiden er de begrænset af omkostninger og tekniske risici og er forsigtige med omdannelsen til nye materialer. Især mangler små og mellemstore virksomheder F & U-fonde og talenter, og det er vanskeligt at følge op i tide; Derudover er den industrielle kæde nedstrøms ikke veludstyret, og der er mangel på professionel genbrugs- og behandlingsfaciliteter, der påvirker genanvendelse af affaldsprodukter og hæmmer igen udvidelsen af ​​det front-end-marked for materialer.
Vi. Responsstrategier og udviklingsmuligheder
Industri-universitets-forskningssamarbejde for at bryde igennem teknologi
Universiteter, videnskabelige forskningsinstitutioner og virksomheder bør arbejde tæt sammen. Universiteter bør give fuldt spil til deres fordele i grundlæggende forskning og udforske nye materialemodifikationsmekanismer og biotransformationsveje; Videnskabelige forskningsinstitutioner bør fokusere på procesoptimering og i fællesskab udføre pilotproduktion med virksomheder for at overvinde tekniske stabilitetsspørgsmål; Virksomheder bør give midler og markedsfeedback for at fremskynde industrialiseringen af ​​videnskabelige forskningsresultater, såsom etablering af fælles F & U -centre, og regeringen skal matche og yde politisk støtte til at fremme teknologisk iteration og opgradering.
Politikstøtte reducerer omkostningerne
Regeringen har indført subsidiepolitikker for at yde transportsubsidier til råmaterialindsamling for at reducere logistikomkostninger; Produktionssiden giver skattefritagelser for køb af udstyr og ny teknologiforskning og -udvikling for at tilskynde virksomheder til at opdatere teknologi; Nedstrøms virksomheder, der bruger hvede miljøvenlige materialer, såsom emballage- og byggefirmaer, får tilskud til grønne indkøb til at stimulere markedets efterspørgsel og gennem støtte fra hele industrikæden, hjælpe med at reducere omkostningerne og indsnævre prisgabet med traditionelle materialer.
Styrke reklame og øge opmærksomheden
Brug medier, udstillinger og populære videnskabsaktiviteter til at offentliggøre fordele og anvendelse af hvede miljøvenlige materialer gennem flere kanaler, vise produktsikkerhed og holdbarhedscertificering og eliminere forbrugernes bekymringer; Giv teknisk uddannelse og transformationsvejledning til virksomheder, dele vellykkede sagsoplevelser og stimulere virksomheders entusiasme; Opret branchestandarder og produktidentifikationssystemer, standardiser markedet, gør det let for forbrugere og virksomheder at identificere og stole på, skabe en god industriel økologi og beslaglægge markedets muligheder for grønt forbrug og bæredygtige udvikling.
Vii. Fremtidige udsigter
Med kontinuerlig teknologisk innovation, kontinuerlig forbedring af politikker og forbedret markedsbevidsthed forventes hvede miljøvenlige materialer at indlede eksplosiv udvikling. I fremtiden vil højtydende kompositmaterialer blive født ved at integrere fordelene ved forskellige naturlige eller syntetiske materialer og udvide til højteknologiske felter såsom biler og elektronik; Intelligente mærkbare hvedematerialer vises, realtidsovervågning af miljøet og fødevarefriskhed, der giver mulighed for smart emballage og smarte hjem; Industrielle klynger vil blive dannet, og hele kæden fra plantning af råmateriale, materialebehandling til produktgenvinding vil udvikle sig på en koordineret måde, realisere effektiv ressourceudnyttelse og maksimere industrielle fordele, blive kernekraften i den globale grønne materialesektor og lægge et solidt materialefundament for den bæredygtige velstand i det menneskelige samfund.
Viii. Konklusion
Hvede miljøvenlige materialer med deres fremragende miljø-, ressource- og præstationsfordele har vist brede udsigter på mange områder. Selvom de i øjeblikket står over for mange udfordringer, såsom teknologi, omkostninger og marked, forventes de at bryde gennem vanskelighederne gennem alle parters samordnede bestræbelser. At gribe muligheden for kraftigt at udvikle vil ikke kun løse miljøkrisen, der er skabt af traditionelle materialer, men vil også føde nye grønne industrier, opnå en win-win-situation med økonomisk vækst og miljøbeskyttelse, åbne en ny æra inden for materialer og skabe et bedre økologisk hjem for fremtidige generationer.