姜黄叶基生物复合材料：可持续资源高值化利用与可降解风扇叶片开发

【编辑推荐】本研究创新性地利用废弃姜黄叶（Curcuma longa L.）开发聚丙烯（PP）生物复合材料，通过添加相容剂（maleated PP）使含60%叶粉的复合材料拉伸/弯曲强度分别达8.5 MPa和14.5 MPa，兼具V1级阻燃（LOI 24）和0.36声吸系数，成功制备性能媲美塑料的可降解风扇叶片，为农业废弃物（30-40吨/英亩）资源化提供闭环解决方案。

　　

亮点

姜黄叶作为年产量达30-40吨/英亩的农业废弃物，具有可再生、可降解和低成本特性，其天然芳香与独特性能为开发高值生物产品提供了理想原料。

1. 引言

生物基复合材料（biobased composites）正逐步取代传统合成聚合物复合材料。汽车、建筑等行业为促进可持续发展及实现全球CO₂减排目标，加速采用这类材料。本研究通过循环经济模式，将姜黄叶转化为聚丙烯（PP）增强相，探索其在可降解产品中的应用潜力。

2.1 材料

姜黄叶采自印度班加罗尔周边农田，经105℃烘干粉碎。聚丙烯无纺布（密度0.9 g cm^?3，熔融指数3.3 g/10 min@230°C）购自印度石油公司。

3.1 增强相比例对力学性能的影响

当姜黄叶与PP比例为60:40时，复合材料展现最佳拉伸强度与模量。叶含量增至70%会导致强度下降18%，模量降低19%。相容剂（maleated PP）的添加使拉伸强度提升至8.5 MPa，弯曲强度达14.5 MPa。

4. 结论

含60%姜黄叶的复合材料成功应用于风扇叶片制造，其机械与声学性能（吸声系数～0.36，热导率0.317-0.402 W/mK）媲美塑料制品，V1级阻燃（LOI 24）满足商业需求。该研究为姜黄产业链的非食品应用开辟了新途径。