竹塑复合材料是一种新型环保材料，以塑料为基体，竹材[竹纤维(BF)或竹粉]为填充物，添加适量加工助剂，采用多种加工技术制备而成。该材料结合竹材与塑料的优点，凭借环保性、防水防潮、易加工、耐磨损及易清洁等特点受到广泛关注，在多个领域具有广阔的应用前景
[1-3]。
由于竹材分解温度较低，基体材料必须具有较低的熔点。目前，广泛应用的基体包括聚丙烯(PP)
[4-6]、聚乙烯(PE)
[7-9]、聚氯乙烯(PVC)
[10]、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)
[11]、生物降解材料
[12]等热塑性塑料以及环氧树脂(EP)
[13-15]等热固性塑料。但塑料基体与竹材在物理化学性质上存在差异，界面相容性欠佳，影响复合材料综合性能。因此，当前研究聚焦于塑料基体选择、竹材与基体界面相容性与黏结强度提升、成型工艺优化等方面
[16]。本文综述竹塑复合材料在不同基体选择、竹材改性处理、成型工艺等方面的研究现状，并对其未来应用进行展望。
1 不同塑料基体选择
近年来，研究人员多采用热塑性塑料作为竹塑复合材料的基体，主要包括PP、PE、PVC、可生物降解塑料[如聚乳酸(PLA)]等，其中PP和PE应用最为广泛。
1.1 PP基体
李琪微
[4]以PP为基体、BF为增强体，采用不同发泡工艺制备BF增强PP微孔发泡复合材料，系统研究BF含量、纤维粒径等对复合材料力学性能、流变性能及热稳定性的影响。结果表明：当BF质量分数为20%时，非牛顿指数由纯PP的0.42降至0.31，拉伸模量最大为362.45 MPa，弯曲强度最大为42.36 MPa；当BF粒径为100~120目时，表观黏度(
η)和非牛顿指数分别为2 324 Pa·s和0.31，拉伸强度、拉伸模量及弯曲强度均达到最优。伍志强等
[5]以PP为基体，采用熔融共混挤出和注塑成型工艺制备BF增强PP可生物降解复合材料，研究BF含量对复合材料力学性能、热性能、燃烧性能及生物降解特性的影响。结果表明：BF的加入有助于提高复合材料的弯曲性能和生物降解性。LIU等
[6]以PP为基体，研究竹粉和聚磷酸铵对竹粉/PP复合材料力学性能、结晶行为、热降解及阻燃性的影响。结果表明：单独添加竹粉可提高PP的综合力学性能；竹粉可作为协同抑烟剂，当竹粉和聚磷酸铵总添加质量分数为45%时，残炭具有更高的比表面积和更多微孔，使复合材料呈现最佳的抑烟效果。
GUO等
[17]以PP为基体、BF为增强相、三元乙丙橡胶(EPDM)为弹性体，通过超临界发泡注塑工艺制备碱改性BF增强PP复合材料，评价微孔发泡复合材料的性能，考察BF含量对复合材料成型性的影响，通过加入EPDM平衡复合材料的强度和韧性。结果表明：BF的加入可改善复合材料的泡孔结构，提高力学性能，复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高57.37%和79.96%；当EPDM质量分数为10%时，复合材料发泡效果最佳，冲击韧性较纯PP提高34.42%。DA SILVA等
[18]以BF/PP复合材料在包装行业的应用为背景，研究不同含量(质量分数为15%和25%)BF对PP复合材料密度、流动性、热性能及力学性能的影响。结果表明：与纯PP相比，BF添加质量分数为15%的改性PP复合材料的流动性无明显变化，添加质量分数为25%时显著下降，但密度无显著差异；力学性能方面，复合材料的抗冲击性和能量吸收显著增强。XIA等
[19]以BF为增强相、PP为基体，通过微纳米策略对BF进行净化处理，使处理后的短微米级BF表面涂覆纤维素纳米纤维(HNFs)，从而开发一种不需要化学改性的植物纤维增强PP复合材料。结果发现：仅添加0.2%的HNFs即可显著提高复合材料的力学性能。
1.2 PE基体
YANG等
[7]以高密度聚乙烯(HDPE)为基体，研究竹粉含量对复合材料动态流变性能的影响。结果表明：与纯HDPE相比，竹粉的加入可增强竹塑复合材料熔体的非牛顿性，并出现一些新的弛豫过程；当竹粉含量较低时，复合材料熔体可视为悬浮体系；当竹粉质量分数达到30%时，体系逐渐形成三维网络结构，复合材料的黏度和模量显著增加。
YANG等
[8]以碳纳米管(CNTs)和竹粉为填料、HDPE为基体，采用热压工艺开发出一种高机械强度的CNTs/BF/HDPE复合材料，并研究CNTs含量对复合材料力学性能、热性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明，CNTs的添加提高复合材料的热稳定性和成炭特性；当CNTs质量分数为10%时，复合材料表现出良好的导电性(1.1×10
4 S/cm)和电磁干扰屏蔽效能(49.6 dB，8.2~12.4 GHz)，在航空航天及强酸、强碱环境中具有很大的应用潜力。
PENG等
[9]采用硅烷偶联剂(KH550)、喷涂及熔融共混方法制备KH550改性纳米SiO
2涂层和纳米TiO
2增强的BF/HDPE复合材料，研究不同KH550及KH550/SiO
2-TiO
2含量对改性复合材料力学性能、吸水性能、热稳定性及抗紫外老化性能的影响。结果表明：加入KH550/SiO
2-TiO
2后，复合材料的界面键合增强，力学性能、耐水性、抗紫外老化性和热稳定性得到显著提高。
WEN等
[20]以BF/HDPE复合材料为基体，采用聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和EPDM为表面改性剂，通过两步改性法制备交联弹性PMHS@EPDM包覆改性竹粉，研究改性竹粉对复合材料性能的影响，探讨竹粉与HDPE之间形成的弹性PMHS@EPDM层对复合材料力学性能的影响机理。结果表明：与未改性竹粉/塑料复合材料相比，改性竹粉/塑料复合材料的强度和韧性均得到提高。
1.3 可生物降解塑料基体
YAO等
[12]制备PLA/BF复合材料，研究BF对复合材料热性能及结晶行为等的影响。结果发现：当BF质量分数为10%时，PLA/BF复合材料的玻璃化转变温度(
tg)和熔点(
tm)最高，分别为67.4 ℃和152.5 ℃。李敏文等
[21]以PLA和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为基体树脂，考察竹粉对PLA/PBAT复合材料力学性能、结晶性能及热稳定性等的影响。结果表明：复合材料的结晶温度和熔点随纤维含量增加而降低。XU等
[22]利用疏水处理的BF、CNTs和PLA通过熔融共混、热压制备多孔结构复合材料，研究其热稳定性、耐腐蚀性、电磁屏蔽性能和生物可降解性能。结果表明：当加入12 CNTs后，复合材料在X波段的电磁屏蔽效能达到47.7 dB。SONG等
[23]以PLA为基体、BF为增强相，采用腰果酚和环氧化腰果酚缩水甘油醚作为相容剂制备PLA/BF生物复合材料，研究相容剂对复合材料性能的影响。结果表明：添加两种相容剂后，复合材料的冲击强度分别从7.75 kJ/m
2增至23.75 kJ/m
2和23.95 kJ/m
2。
1.4 其他基体
谢乾
[10]以PVC为基体、竹粉为增强相、偶氮二甲酰胺为发泡剂，研究竹粉和偶联剂对PVC/竹粉发泡复合材料表观密度、力学性能及吸水性能的影响。结果表明：随着竹粉含量的增加，复合材料的吸水性能增强，表观密度先减小后增大，拉伸和弯曲强度呈先增大后减小的趋势。当竹粉质量分数为30%时，发泡复合材料的弯曲强度和拉伸强度达到最大，分别为36.12 MPa和31.5 MPa；表观密度最小，为0.896 g/cm
3。
MOHAMMED等
[24]研究BF含量及固化温度对BF/环氧复合材料性能的影响。结果表明，当固化温度为26 ℃、BF质量分数为13%时，复合材料拉伸强度达到41.6 MPa；而在较高固化温度(38 ℃和50 ℃)下，当BF质量分数为18%时，拉伸强度分别降至21.20 MPa和6.15 MPa。这主要是因为BF质量分数为13%时，纤维与基体间形成坚固界面且无团聚或空隙。
SANTHOSH等
[25]以不饱和聚酯树脂为基体、BF为增强相，通过手工铺层技术合成生物基复合材料，研究纤维含量对复合材料性能的影响。结果表明：随着纤维含量的增加，复合材料的抗弯、抗拉、抗冲击性能及阻尼特性均有改善。闫文飞等
[11]以TPU为基体，研究竹粉对竹粉/TPU复合材料泡孔形态的影响。结果发现：添加改性竹粉后，复合发泡材料呈闭孔结构，泡孔更均匀；随着竹粉含量的增加，并泡减少，孔径逐渐减小，泡孔均匀度提高；当改性竹粉添加质量分数为5%时，发泡倍率达8.55。
2 竹材改性处理
竹材与塑料基体之间的界面相容性对竹塑复合材料性能有着不可忽视的影响。在成型过程中，界面相容性较差会导致材料内部出现界面分离或黏结强度下降的问题。因此，需要改善竹材与塑料基体之间的界面相容性，从而提高体系的综合性能。常采用的方法是对竹材进行改性处理，改变竹材的表面性能，进而改善竹材与塑料基体之间的界面相容性和黏结强度
[26]。
郝丞艺
[27]研究发现，经碱或木聚糖酶/纳米粒子(纳米羟基磷灰石)协同改性的竹粉效果优于单一碱或木聚糖酶处理。宋伟
[28]和SONG等
[29]研究多巴胺与表面活性剂或硅烷协同改性毛竹粉时复合材料的各项性能，同时还研究在不同氧化剂作用下聚多巴胺改性竹粉对竹塑复合材料界面相容性的影响，发现聚多巴胺改性竹粉是增强复合材料界面的有效方法。此外，WANG等
[30]、王鉴等
[31]和董婕
[32]研究碱、硬脂酸、硅烷处理等不同表面改性方式对竹粉/PP复合材料性能及界面相容性的影响。结果显示：经表面改性处理后的竹粉热稳定性显著提高，与基体的界面相容性也明显得到改善。ZHANG等
[33]采用烷基烯二聚体(AKD)或碱处理对竹粉进行化学改性，有效改善HDPE/BF复合材料的力学性能。BHANDARI等
[34]和DARAMOLA等
[35]也进行碱处理竹粉增强PP复合材料性能研究。结果表明：经碱处理可以提升竹粉与基体的界面结合性，从而增加复合材料的力学性能。
李凯等
[36]采用水热法改性毛竹纤维，制备水热处理毛竹纤维/PP复合材料，考察了水热处理对毛竹纤维与PP基体相容性的影响。结果表明：水热处理毛竹纤维的添加提高了PP的结晶性能和热学性能，同时提升复合材料的力学性能。夏宜等
[37]分析不同偶联剂种类及竹粉添加量对PLA复合材料力学性能、摩擦磨损性能、吸水性能的影响。结果表明：偶联剂改性处理能够显著改善PLA与BF两相间的界面结合性，从而提高PLA/竹粉复合材料的力学性能、耐摩擦磨损性能，并在一定程度上提高耐水性能。牛一米等
[38]通过SiO
2包覆TiO
2粒子(SiO
2@TiO
2)，并用KH550改性制备KH550-ST，得到纳米增强竹塑复合材料，分析复合材料的力学性能和耐光老化性能，发现KH550改性纳米SiO
2@TiO
2能够显著增强竹塑复合材料的力学性能。
FANG等
[39]采用低共熔溶剂体系成功在BF表面沉积一层生物偶联剂(木质素)，实现对BF的表面改性，这是一种更清洁、更可持续的表面改性策略。该方法不仅增强界面相容性，而且实现PLA基体的增韧。由此开发的复合材料性能显著提升，拉伸强度提高72.29%，弯曲强度提高33.1%，冲击强度提高44.38%，初始分解温度从290.6 ℃提高至331.9 ℃，吸水率从12%降至8%。ZULKIFL等
[14]采用EP处理BF后，BF与EP基体间的黏结力增强，复合材料的力学性能得到提高。
3 成型工艺
竹塑复合材料的成型方法较多，所选成型工艺及材料特性对复合材料综合性能有显著影响。因此，为满足应用需求，在制备竹塑复合材料时，必须合理选择增强材料和基体，为不同材料匹配合适的成型工艺
[40]。常用的成型方法有注射成型、挤出成型、冷压成型、热压成型等。
CAPELA等
[41]对BF颗粒与PVC的热压复合材料进行研究，发现该工艺制备的复合材料含水率超过10%，导致弹性模量显著降低。JIANG等
[42]采用平行共旋双螺杆挤出机共混制备BF增强PP复合材料，研究不同工作条件对复合材料应力松弛性能的影响，测定BF含量、偶联剂浓度、负载控制方法、压缩参数及温度对应力松弛行为的影响。结果发现：在压缩和弯曲试验中，均能观察到具有不同松弛速率的两阶段松弛现象，且竹纤维的填充以及偶联剂的使用均可延长应力松弛时间。YANG等
[43]采用转矩流变仪研究竹粉改性PP复合材料的流动性能，通过正交试验分析混炼工艺、偶联剂和竹粉含量对复合材料扭矩的影响。结果表明：在试验范围内，转速对复合材料扭矩影响不大，但扭矩随转速增加而增大，也随竹材含量增加而增大。李琪微
[4]采用釜压发泡和挤出发泡两种工艺制备BF/PP复合材料，系统研究饱和温度、饱和压力、保压时间、挤出工艺对发泡复合材料结晶特性、发泡倍率、力学性能和微观形貌的影响。结果表明：釜压发泡工艺的发泡倍率高于挤出发泡材料，且釜压发泡工艺下复合材料的结晶度先增加后降低，而挤出发泡工艺下结晶度变化趋势相反。
SHI等
[15]采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备BF增强环氧复合材料(BFRE)，探讨成型顺序和纤维含量对BFRE力学性能及热性能的影响。研究发现，先使纤维压缩成型后再进行树脂注入的成型顺序有助于确保密封性，从而减少BFRE中的气孔；随着纤维含量的增加，BFRE的力学性能和动态力学性能逐渐提高。当纤维质量分数为50%时，BFRE的弯曲强度为71.27 MPa，弯曲模量为6.78 GPa。
4 应用展望
竹材是一种可再生、可降解的绿色资源，生长周期短，对环境友好。竹塑复合材料可减少塑料废弃物，有助于缓解污染问题，符合可持续发展要求
[44-46]，在多个领域具有广阔应用前景。在建筑领域，竹材强度高、刚度大、抗震性能好、寿命长，可替代塑料用于建筑结构与装饰。竹塑复合材料可用于管道、竹格栅、板材、回廊板等，具有质轻、高强、抗震、施工快捷、节能环保等优点
[44]。在包装领域，竹材具有防霉、防蛀、防臭特性，可用于食品、医药、化工等产品包装
[45]。在工业方面，竹塑复合材料可用于车辆内饰(如仪表板、门板、座椅靠背、顶棚等)、竹质包装、竹缠绕复合材料、竹格淋水填料等工业领域。在农业方面，竹塑复合材料可用于温室大棚、围栏、饲料槽等农业设施。在家居领域，竹材纹理自然、色泽美观。竹塑复合材料用于百叶窗、内墙板、外墙板等。其中，竹塑百叶窗具有防潮、耐腐蚀、防虫蛀、阻燃等优点，易清洁，可塑性强，造型多样；内外墙板适用于建筑外墙、门头、户外景观，具有质轻、高强、防火阻燃、隔声、保温等特点
[47]。竹塑复合材料还可用于购物袋、餐具等日用品，可制作工艺品、雕塑、装饰品等文化创意产品
[48]，成为一种用途广泛的新型环保材料。竹塑复合材料凭借独特性能和广泛应用，在环保材料市场中占据重要地位，发展潜力巨大。未来研究将继续探索多功能竹塑复合材料，满足更多领域需求。
5 结论
竹塑复合材料作为一种新型环保材料，兼具竹材的可再生性、可降解性以及塑料的易加工性、良好的力学性能，在可持续发展背景下具有重要研究价值与应用潜力。本文系统综述竹塑复合材料在基体选择、竹材改性及成型工艺等方面的研究进展，并展望其多领域应用前景。目前，PP、PE、PVC、PLA和EP是常用基体材料，其中PP和PE因加工性能优良、力学性能稳定而应用最广。调控BF含量、粒径及表面处理方式可改善复合材料的力学性能、热稳定性与功能特性。然而，竹材与塑料基体的界面相容性差仍是制约性能提升的关键问题。通过碱处理、硅烷偶联剂改性、低共熔溶剂沉积生物偶联剂等表面处理技术，可有效增强界面结合力，提升综合性能。此外，成型工艺(如注塑、挤出、热压、VARTM等)对微观结构和宏观性能影响显著，需要根据材料体系与应用需求优化选择。竹塑复合材料已逐步拓展至建筑、包装、工农业、家居及日用品等领域，体现出良好的环境效益与市场潜力。未来研究应聚焦于以下几方面：(1)开发高性能生物可降解基体(如PLA/PBAT共混体系)；(2)发展绿色高效的竹材改性策略；(3)优化多尺度复合结构与功能一体化设计；(4)推动规模化成型工艺与装备集成创新。竹塑复合材料符合绿色低碳发展理念，具备多学科交叉与产业化应用的广阔前景，对其进行进一步研究将为环保材料领域创新提供重要支撑。
京公网安备11010202008535号
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