冻融循环加速老化对茶粉-PP复合材料性能的影响

1、网络预印版 龚新怀等：冻融循环加速老化对茶粉/PP复合材料性能的影响 7冻融循环加速老化对茶粉/PP复合材料性能的影响龚新怀1, 2, 3，赵升云1, 2, 3，陈良璧1（1.武夷学院生态与资源工程学院，武夷山 354300； 2.闽北竹产业公共技术创新服务平台，武夷山 354300；3.福建省生态产业绿色技术重点实验室，武夷山 354300）摘 要：为高值化利用茶产业剩余物资源，拓宽木塑复合材料中植物纤维来源，以废弃茶梗（Tea Stalk, TS）为有机填料，与聚丙烯（Polypropylene, PP）制备了TS/PP复合材料；同时为研究其户外应用和老化机制，考察了冻融循环老化对TS/P

2、P复合材料力学性能、材色及热性能的影响，并用傅里叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectrum, FTIR）、扫描电镜（Scanning Electronic Microscopy, SEM）等分析了复合材料的化学结构、表面形貌及老化机制。结果表明：在经历12次冻融循环老化后，复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度、弯曲模量及硬度值保留率分别为28.9%、40.1%、34.5%和86.5%，复合材料的亮度变化值（L*）、红绿轴色品指数变化值（a*）、黄蓝轴色品指数变化值（b*）及色差E分别为16.41、2.80、9.03和18.93；复合材料维卡软化点（Vicat

3、 Softing Point, VSP）下降了2.9 ，茶粉组分的最快热降解温度降低了4 ；茶粉中木素苯环结构红外吸收峰强度减弱甚至消失，表明在冻融循环老化中茶粉中木素成分发生了降解。SEM显示随冻融循环次数增加，TS/PP复合材料表面裂纹数量增多，裂纹深度和宽度增大，甚至出现交叉裂纹。该研究结果可为进一步探索茶塑复合材料制备及老化规律，提供试验数据和理论参考。关键词：茶梗；聚丙烯；复合材料；冻融循环；加速老化中图分类号：TS69；TQ325.1 文献标志码：A 文章编号：（小五、黑体）0 引 言收稿日期：2015-04-17 修订日期：2015-05-24基金项目：福建省自然科学基金重点项目

4、（2012N0027）；南平市科技计划项目（N2012Z06(2)）；福建省中青年教师教育科研项目（JA14314）；福建省大学生创新训练项目（Sj201210397733, 201410397033）；武夷学院科研项目（XL1209）。作者简介：龚新怀，男，福建武夷山人，在读博士研究生，讲师，主要从事生物质资源利用研究。Email: wyu_gxh。木塑复合材料(wood-plastic composites, WPC)因其具有木材和塑料双重优势特性及可二次加工等，已发展为一种新型环保复合材料，广泛应用于室外建筑、园林景观、包装运输、汽车饰件等领域1。WPC在户外环境中使用时会受到阳光、水分

5、、温度变化及生物腐蚀等多方面综合作用，出现物理和化学性质改变、材料老化现象，最终影响WPC的外观和使用寿命2。因此研究WPC的老化规律和机制对防治其老化有重要意义。目前，国内外学者对WPC老化研究已开展了很多工作，比如热氧老化3,4，氙灯5、紫外6,7、荧光8等的光氧老化，冻融循环老化9,10，生物真菌腐蚀老化11及自然老化12等的不同老化形式研究，并取得了不少研究成果。但目前国内外开展老化研究的木塑复合材料主要以木粉为填充材料，随着森林资源的日益减少，木粉价格的持续攀升，以及众多其他天然植物纤维材料的开发利用需求，寻找、开发一种可部分或完全替代木粉纤维的其他植物纤维材料，将具有重要意义。茶饮

6、料是目前世界上最流行的饮料，并成为许多人每天生活的一部分13。全球每年茶叶消耗量超过450万 t，而每制作1 t茶叶将会产生3050 Kg的茶梗、茶末等废弃物。目前这些茶梗茶末等废弃物的研究利用主要用于制备染料和重金属离子吸附剂14，植物生长肥料15，抗氧剂16，刨花板17以及提取利用活性成分制备功能材料18等。而茶梗茶末等废弃物作为一种可重复使用的木质纤维素材料，可将其作为聚合物基复合材料中的有机填料使用。以茶梗茶末等废弃物为有机增强相制备木塑复合材料不仅能充分资源化利用中国茶产业剩余物，还可以减少对木材资源的过度消耗。但目前这方面的研究还很少，且国内尚未见相关研究报道。Mattos等19采

7、用南美洲马黛茶废弃物和桉树木粉混合物作为填料与PP热压制备复合材料，探讨了2种植物纤维填充比例对复合材料性能的影响，结果表明茶废弃物的添加对PP具有一定的增强作用。Hassan20等以甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(Glycidyl methacrylate grafted PP, GMA-g-PP)为界面增容剂，模压制备了茶粉/PP复合材料，结果表明相容剂GMA-g-PP的添加，改善了界面结合，提高了复合材料的力学强度。Wu21用四乙氧基硅烷处理茶梗粉后，与聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates, PHA），二者共混制备可降解复合材料，结果表明茶粉经硅烷处理后可与树脂界面

8、可形成酯键促进相容，提高了机械性能和降解率。目前关于茶梗茶末废弃物填充应用于聚合物基复合材料的研究主要集中在界面改性和工艺优化上面，而茶梗茶末废弃物填充聚合物基复合材料的老化研究却未见报道。由于茶梗茶末的化学组分含量与分布、纤维细胞含量与形态等方面均与木粉有较大差异22。其中纤维素含量及形态会影响木塑复合材料的力学性能，木素及抽提物会吸收紫外线，对复合材料材色有重要影响23。因此以茶梗茶末等为有机填充相制备的木塑复合材料老化规律也更复杂，对其老化机制的研究具有重要的实际应用意义。本文以废弃茶梗研磨成粉后为有机增强相，制备PP基木塑复合材料，并采用冻融循环老化方式，研究其对茶粉/PP的老化影响，

9、以期为茶粉/PP复合材料的户外应用以及老化规律研究提供参考。1 材料与方法1.1 试验材料废弃茶梗茶末：取自当地一家岩茶加工厂，外观呈褐色，风干后机械研磨，用分样筛取用120-250 mm茶粉，主要化学成分及含量如表1所示；聚丙烯，熔融指数(Melt Index，MI)为23 g/10 min（230 ，2.16 kg），广东茂名实华东成化工有限公司；马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率0.94%，MI为20 g/10 min（190 ，2.16 kg），常州维骏塑料新材料有限公司；硬脂酸等为市售分析纯。1.2 复合材料制备将60-120目茶粉放入105 烘箱中干燥8 h，再转入80 真空干燥箱中6 h

10、，真空度为20 kPa，得到实验用TS。依次将茶粉、聚丙烯树脂、相容剂及润滑剂，按质量配比为TS/PP/MAH-g-PP/硬脂酸= 40/50/8.5/1.5进行称料，TS添加的质量分数为40%，将物料300 r/min下高速混合10 min后，转入开炼机（SK-100开放式炼塑机，上海科创橡胶机械设备有限公司）塑炼均匀，然后用塑料粉碎机粉碎成粒料，转入注塑机（SA600/150塑料注射成型系统，宁波海天塑料机械集团有限公司）注塑成型，得到TS/PP的标准测试样条。1.3 试验方法参照文献12设置TS/PP复合材料的冻融循环老化流程为：1）室温（24.3 ）下水中浸渍24 h，2）-30 低温

11、冷冻24 h，3）室温（24.3 ）中放置24 h，4）最后60 的烘箱中加热24 h。如此经历96 h为1次循环。每经历3、6、9、12次循环后取平行样条35根，测试复合材料的性能。1.4 测试与表征1.4.1 复合材料力学性能测试用CMT6104微机控制电子万能试验机（中国济南试金集团有限公司），按GB/T 9341-2008测试复合材料弯曲性能，加载速度2 mm/min，试样尺寸100 mm × 10 mm × 4 mm，跨距60 mm，规定挠度6 mm。为；用ZBC7251-B型液晶式塑料摆锤冲击试验机（美斯特工业系统有限公司），按GB/T 1043-1993测试复

12、合材料的简支梁缺口冲击强度，缺口类型B型。试样皆平行测定5次；用TH210 D型邵氏硬度计（北京时代光南科技有限公司）测试复合材料的硬度值，试样尺寸25 mm × 25 mm × 4 mm，试样平行测定5次。复合材料老化后测定的力学强度与老化前力学强度比值即为复合材料力学强度保留值。1.4.2 复合材料表面材色测试采用WSC-S全自动测色色差仪（上海圣科仪器设备有限公司）测试老化前后复合材料的材色，由下式计算色差E，平行测试3次，取平均值。式中：L*为亮度差值；a*为红绿轴色品指数差值；b*为黄蓝轴色品指数差值。1.4.3 复合材料IR及TG测试在TS/PP复合材料表面上刮

13、取少量粉末，与溴化钾压片，在AVATAR-330傅里叶红外光谱仪（美国赛默飞世尔科技）上测定其红外光谱；1.4.4 复合材料热性能测试采用XRW-300HA型热变形维卡软化点测定仪（承州市大加仪器有限公司），按GB/T 1633-2000测定复合材料的维卡软化点，试样尺寸30 mm × 10 mm × 4 mm，试样平行测定3次；取少量粉末样品于Q600同步热分析仪（美国TA仪器公司）上分析其热稳定性，氮气氛围，温程为25.3 到600 ，升温速率10 /min。1.4.5 复合材料表面形态观察采用SU8010冷场发射扫描电子显微镜（日本日立公司），观察样品老化前后表面形态

14、，样品观察前经干燥和喷金处理。2 结果与分析2.1 冻融循环老化对复合材料力学性能的影响图1为固定TD的质量填充分数为40%时，冻融循环老化次数对TS/PP复合材料力学性能的影响结果。图2是经历不同冻融循环老化次数后，TS/PP复合材料表面的微观形貌。从图1中可知，冻融循环对TS/PP复合材料力学性能影响显著。随着冻融循环次数的增加，复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度及弯曲模量迅速下降，邵氏硬度则是缓慢下降。经历了12次冻融循环后，TS/PP复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度、弯曲模量及硬度值保留率分别为28.9%、40.1%、34.5%、86.5%。Zhou等12在-40 和60 的冻融温度下对

15、质量分数为42%的竹粉/PP复合材料进行9次冻融循环老化后，复合材料弯曲强度、缺口冲击强度和弯曲模量的保留率分别为97.3%、92%和95.2%；Adhikary等24将木粉添加量为50%的木粉/PP复合材料冻融循环老化12次后，复合材料弯曲强度、弯曲模量及屈服强度保留率分别为68.6%、81%及49.3%。可见与竹、木纤维相比，在相近的植物纤维填充比例下，采用茶粉纤维制备的复合材料在冻融加速老化中力学强度的损耗更大。这可能是由于填充于PP树脂中的茶粉呈短棒状或者薄片状，有些甚至为颗粒状，茶粉纤维截面直径可达几十微米，长宽比较小。有些表层甚至出现脆性断裂碎片，如图2中的图(a)所示，使复合材料

16、在外力作用下茶粉纤维破坏。且茶粉纤维中纤维素含量比竹粉或者木粉更低（见表1），纤维增强效果有限，导致复合材料对冻融循环老化环境更敏感而力学损耗更大。Pages25等将纯高密度聚乙烯(High Density Polyethylene, HDPE）进行室外冻融老化，发现HDPE的力学性能几乎保持不变，这是因为HDPE耐水性强，室外水汽的存在对其性能影响有限。因此对于以耐水性树脂为基体的木塑复合材料而言，冻融循环中复合材料力学性能的下降主要是由于植物纤维组分的引入造成的。在冻融循环过程中，富含羟基、强吸水性的茶粉纤维组分在冻融循环老化中会吸收水分，从而降低了植物纤维与树脂的界面结合力，降低复合材料

17、的力学性能26。另一方面，在不断反复的冻融循环中，复合材料表面会出现一些裂纹、孔洞等，且随着冻融循环次数的增加，裂纹会加深变宽，孔洞也会变大变深，这些都会引起应力集中效应，使复合材料力学性能大幅下降。而这可从图2所见，冻融循环老化之前，TS/PP复合材料表面比较平整、光滑，表现出较好的憎水性，冻融循环3次后，复合材料表面仍然比较平整光滑，没有出现裂纹和孔洞现象，但却出现了少量银白色的纹理，这是复合材料表面将要形成裂纹的前兆；在冻融循环6次以后，复合材料表面开始出现了少量的裂纹，但裂纹深度较浅，仅局限在材料的表层，同时银白色纹理数量增加；随着冻融循环次数的继续增加，TS/PP复合材料表面裂纹数量

18、逐渐增加，裂纹深度也有所增大，在冻融循环12次以后，甚至在材料表面出现了交叉裂纹。这些裂纹和孔洞将会很容易引起应力集中，降低复合材料的力学性能。这是由于复合材料在冻融循环中，受到环境高低温变化、水分和潮气的反复刺激作用，其中的茶粉纤维成分干缩湿胀破坏界面结合所致26。此外在冻融循环中反复的高低温刺激，也会使复合材料中热塑性树脂基体韧性下降，脆性增加。但总体而言，冻融循环老化与紫外照射、氙灯辐射老化相比，复合材料表面的受损程度要小一些27。 图1 冻融循环老化对TS/PP复合材料力学性能的影响(a)弯曲强度； (b)缺口冲击强度； (c)邵氏硬度；(d)弯曲模量Fig.1 Effects of

19、freeze-thaw cycles on mechanical properties of TS/PP composites(a). Bengding strength; (b). Notched impact Strength; (c). Shore hardness; (d). Flexural modulus图2 TS及不同冻融循环次数复合材料表面扫描电镜图(a)茶粉；冻融循环次数分别为(b)0次；(c)3次；(d)6次；(e)9次；(f)12次Fig.2 Scanning Electronic Microscopy images of Tea Stalk and composites

20、 surfaces at reeze-thaw cycles for different times(a). Tea Stalk; Freeze-thaw cycles for (b). 0 times; (c). 3 times; (d). 6 times; (e). 9 times; (f). 12 times2.2 冻融循环老化对复合材料材色的影响植物纤维主要成分为纤维素、半纤维素、少量抽提物及灰分，茶粉纤维与其他植物纤维材料主要化学成分含量比较如表1所示。从表1中可知，茶粉中纤维素含量要小于木粉、竹粉中纤维素含量，而其各种抽提物含量则远大于木粉、竹粉中抽提物含量。其中纤维素含量及形态会

21、影响木塑复合材料的力学性能，木素及抽提物会吸收紫外线，对复合材料材色有重要影响。因此这将对茶塑复合材料在老化环境中力学性能、表面材色变化等具有重要影响。冻融循环加速老化对TS/PP复合材料材色的影响结果如表2所示。从表2中可知，随着冻融循环老化次数的增加，TS/PP复合材料的材色变化明显，材色指标L*、a*、b*逐渐变大，当冻融循环12次以后，复合材料的L*、a*、b*分别为41.63 ± 0.82、10.2 ± 0.65、13.18 ± 0.51，相比于老化之前的TS/PP复合材料，其L*、a*、b*分别大了16.41、2.80、9.03，材料老化后色差E达到了

22、18.93个单位值，而一般E>12，就表明人目视能感觉到颜色变化很大。由于L*表示复合材料的亮度指数，a*为红绿轴色品指数，b*为黄蓝轴色品指数，说明TS/PP复合材料经冻融循环12次以后，材料明显变白、黄，而略微变红。这是由于TS/PP复合材料在冻融循环中的水分、潮气、氧气及温度变化的共同作用下，茶粉组分中的多元酚物质发生了光致变色或者化学变色而显色；同时PP组分在外界环境刺激下也可能会形成少量的氢过氧化物，共同导致复合材料的变色24。在与竹粉/PP复合材料12和木粉/PP复合材料31的冻融循环加速老化相比，在相近的植物纤维填充比例下，TS/PP复合材料变色要比竹塑或者木塑复合材料变化

23、大得多，这是由于木素及抽提物会吸收紫外线，对木塑复合材料材色有重要影响，而茶粉中含有茶多酚、色素等多种可抽提组分，这种抽提物含量要远多于木粉、竹粉组分（见表1），导致实验制备的TS/PP复合材料颜色较深。在相同的外界条件刺激下，TS/PP复合材料将会有更多的多酚物质组分发生变性作用而显色，也可能是由于较多的有色组分等被水溶出，导致材料变色更明显。表1 TS主要化学成分与其他植物纤维原料比较Tab.1 Cmparison of main chemical omponents between TS and other plant fibers纤维种类Fiber source纤维素Cellulose

24、/%半纤维素Hemicellulose/%木质素Lignin/%灰分Ash/%热水抽提物Hot water extract/%苯醇抽提物Benzene alcohol extract/%茶梗粉Tea stalk22.5333.4527.685.6231.4618.94部分针叶材Soft wood2252.12-59.9010.46-13.0027.69-32.960.25-0.612.80-8.252.57-8.61部分阔叶材Hard wood2243.24-53.2320.53-30.3717.81-30.650.33-0.492.11-6.134.08-5.71慈竹Sinocalamus

25、affinis2850.5122.6423.652.11-2.34表2 冻融循环老化对TS/PP复合材料材色的影响Tab.2 Effects of freeze-thaw cycles on color parameters of TS/PP composites循环次数cycle times亮度指数L*红绿轴色品指数a*黄蓝轴色品指数b*色差E025.22±0.907.40±0.594.15±0.840333.28±1.959.54±0.519.19±1.219.74639.58±0.569.96±0.1512.

26、85±0.1916.98940.86±0.259.5±0.0712.99±0.0218.081241.63±0.8210.2±0.6513.18±0.5118.932.3 复合材料IR分析图3为不同冻融循环次数的TS/PP复合材料的红外谱图。从图中可知，3400 cm-1左右为茶粉组分中的-OH吸收峰，1648 cm-1、1511 cm-1为茶粉中木素苯环结构的吸收特征峰，1380 cm-1为PP中的-CH3的对称变形吸收峰，1258 cm-1、1050 cm-1分别为木素中的C-O的伸缩振动和变形振动吸收峰，1164 cm

27、-1处为PP中C-H的弯曲振动10, 22。经过对比可以发现，随着冻融循环老化次数的增加，代表茶粉中木素苯环结构的吸收峰1648 cm-1、1511 cm-1、1258 cm-1吸收强度逐渐降低，表明在冻融老化环境中，茶粉中木素成分发生了降解，这可能导致复合材料发生了变色。此外，代表PP结构的1380 cm-1、1164 cm-1吸收峰强度虽有所衰减，但峰形依然尖锐，表明在冻融老化环境中，PP几乎没有发生明显的降解。图3 TS及TS/PP复合材料的红外谱图a茶粉；冻融循环次数分别为b0次；c3次；d6次；e9次；f12次Fig.3 IR spectra of TS and TS/PP comp

28、ositesa: TS and Freeze-thaw cycles for b: 0 times; c: 3 times; d: 6 times; e: 9 times; f: 12 times2.4 冻融循环老化对复合材料热性能的影响冻融循环加速老化对TS/PP复合材料的热性能影响如图4所示。从图4a可知，随冻融循环次数的增加，TS/PP复合材料的维卡软化点有轻微下降趋势，在经历了12次循环后，复合材料VSP下降了2.9 。图4b为TS/PP复合材料的热重分析曲线。从图中可知，TS/PP复合材料的热失重可划分为3个阶段，第一个阶段为25132 ，对应为茶粉中一些易挥发组分的散失，并在52

29、左右挥发最快，这是因为茶粉中含有较多如有香味的易挥发组分，在低于100 即可挥发；第二个阶段为240373 ，主要是茶粉戊聚糖等组分的热降解失重，并在160 左右热降解失重速度最快；第三个阶段为373 478 ，对应为PP的热降解失重29。a：维卡软化点曲线a: Vicat softing point curveb：热重曲线b: Thermogravimetric curvec：微分热重曲线c: Differential thermogravimetric curve图4 冻融循环不同次数对TS/PP复合材料的热性能影响a未冻融循环；b冻融循环6次；c冻融循环12次Fig.4 Effects

30、of freeze-thaw cycles for 0, 6 and 12 times on thermal properties of TS/PP compositesFreeze-thaw cyce for a, 0 times; b, 6 times; c, 12 times图4c显示，TS/PP复合材料在经历6次、12次的冻融循环后，茶粉组分的最快热降解温度从160 依次降低到158 、156 ，而PP的最快热降解失重温度几乎不变，这也表明在冻融循环加速老化中，主要是植物纤维组分受老化环境作用而发生降解、劣化，这与前文的结论是一致的。3 结 论1）冻融循环老化对TS/PP复合材料的力学

31、性能损耗明显，要比竹塑或者木塑复合材料影响更大。经历了12次冻融循环后，TS/PP复合材料的弯曲强度、缺口冲击强度、弯曲模量及硬度值保留率分别为28.9%、40.1%、34.5%、86.5%。随着冻融循环次数的继续增加，TS/PP复合材料表面裂纹数量逐渐增加，裂纹深度和宽度增大，甚至出现了交叉裂纹。2）冻融循环老化对TD/PP复合材料材色影响很大，在冻融循环12次后，TS/PP复合材料L*、a*、b*和色差E分别为16.41、2.80、9.03和18.93，要比竹塑或者木塑复合材料变色明显。3）TS/PP复合材料冻融循环12次以后，复合材料VSP下降了2.9 。茶粉中木素苯环结构的吸收峰吸收强

32、度减弱甚至消失，茶粉组分的最快热降解温度降低了4 ，而PP的最快热降解温度没有变化，表明在冻融老化环境中，茶粉中木素成分发生了降解。参 考 文 献1 Khalil H A, Tehrani M, Davoudpour Y, et al. Natural fiber reinforced poly(vinylchloride) composites: A reviewJ. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2013, 32(5): 330356.2 Kallakas H, Poltimaee T, Sueld T M, et al Th

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46、er Science, 2012, 125(S2): E413E420.21 Wu C S. Preparation, characterization and biodegradability of crosslinked tea plant-fibre reinforced polyhydr oxyalkanoate compositesJ. Polymer Degradation and Stability, 2013, 98(8): 14731480.22 苏团茶梗碎料板工艺及甲醛释放量控制机理的研究D福州：福建农林大学材料工程学院，2012Su Tuan. Research on t

47、he Technology and Control Mechanism of Formaldehyde Emission from Tea Stalk ParticlboardD. FuZhou: College of Material Engineering, Fujian Agriculture and Forest University, 2012. (in Chinese with English abstract)23 Fabiyi J S. Chemistry of wood plastics composite weathingD. Idaho: College of Engin

48、eering, University of Idaho, 2007.24 Adhikary Kamal Babu, Pang Shusheng, Staiger Mark P. Effects of the Accelerated Freeze-Thaw Cycling on Physical and Mechanical Properties of Wood Flour-Recycled Thermoplastic CompositesJ. Polymer Composites, 2010, 31(2): 185194.25 Pages P, Carrasco F, Saurina J, e

49、tal. FTIR and DSC study of HDPE structural changes and mechanical properties variation when exposed to weathering aging during canadian winterJ. Journal of Applied Polymer Science, 1996, 60(2), 153159.26 Panthapulakkal S, Law S, Sain M. Effect of water absorption, freezing and thawing, and photo-agi

50、ng on flexural properties of extruded HDPE/rice Husk compositesJ. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 100(5): 36193625.27 Butylina S, Martikka O, Kärki T. Properties of wood fiber-polypropylene composites: Effect of wood fiber sourceJ. Applied Composite Material, 2011, 18(2): 101111.28 蒋建

51、新，杨中开，朱莉伟，等竹纤维结构及其性能研究J北京林业大学学报，2008，30(01)：128-132Jiang Jianxin, Yang Zhongkai, Shi Limin, etal. Structure and properties of bamboo fiberJ. JOURNAL OF BEIJING FORESTRY UNIVERSITY, 2008, 30(01):128132. (in Chinese with English abstract)29 Cavdar A D, Kalaycoglu H, Mengeloglu F. Tea mill waste fibers

52、 filled thermoplastic composites: the effects of plastic type and fiber loadingJ. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2011, 30(10): 833-844.Effects of the Freeze-Thaw Cycling Accelerated Weathering on Properties of Tea Stalk/Polypropylene CompositesGong Xinhuai1, 2, 3, Zhao Shengyun1, 2,

53、3, Chen Liangbi1(1. Ecology and Resources Engineering College, Wuyi University, Wuyishan 354300, China; 2. Science and Technology Innovation Public Service Center of Minbei Bamboo Industry, Wuyishan 354300, China; 3. Fujian Provincial Key Laboratory of Eco-Industrial Green Technology, Wuyishan 35430

54、0, China)Abstract: Wood plastic composite has gradually gained importance recently all over the world. The composite manufacturers continue to search for new and cheaper lignocellulosic materials or annual plant residues as an alternative to wood. Drinking tea is the most popular beverage in the wor

55、ld. The worldwide consumption of tea is about 4.5 million tons annually, which is far more than that of coffee, beer, wine, and carbonated drinks. There always ends up with lots of waste tea leaves, stalks and dusts daily during the process of tea production and consumption. The tea residue consists

56、 of fibrous biomass that poses increasing solid waste and disposal problems in many countries. Studies have been conducted to determine potential uses of waste tea residue including adsorbents for synthetic dyes and heavy metals, fertilizer, mushroom growing medium, energy source, livestock and poul

57、try feed, particleboard, and so on. The tea residue to use as organic filler in polymer composites showed a great prospect because of its lignocelluloses behaviors and low cost, but there was few research about the work, and all the research mainly focused on the interfacial modification or technology optimization. To our knowledge, there was no research about the outdoor application or weathering mechanism of polymer composites by using waste tea residue as organic filler so far, which was a meaningful topic and worth our effort to st