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CN109196056A - 包含木浆的纤维素复合材料 - Google Patents

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CN109196056A
CN109196056A CN201780033408.0A CN201780033408A CN109196056A CN 109196056 A CN109196056 A CN 109196056A CN 201780033408 A CN201780033408 A CN 201780033408A CN 109196056 A CN109196056 A CN 109196056A
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cellulose
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E·皮斯
J·J·瑟诺霍
D·J·艾略特
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West Fraser Mills Ltd
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Westfowling Products Co Ltd
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Abstract

本发明公开了包含机械或化学浆的纤维素复合材料，以及生产这种纤维素复合材料的方法。当与衍生自常规纤维素原料的复合材料相比时，这种复合材料的实施方式可展现改善的机械性质和抗湿性。

Description

包含木浆的纤维素复合材料
本申请要求提交于2016年3月31日的美国临时申请号62/315,731、和提交于2016年3月31日的美国临时申请号62/315,722、和提交于2016年3月31日的美国临时申请号62/315,737、和提交于2016年3月31日的美国临时申请号62/315,744的权益，其每一个的内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及包含机械或化学木浆的纤维素复合材料和用于生产这种纤维素复合材料的方法。当与衍生自常规纤维素原料的复合材料相比时，这种复合材料的实施方式可展现改善的机械性质和抗湿性。
背景技术
对衍生自可再生原料的有成本效益的复合材料(composite materials)的需求不断增加。纤维素材料先前已用作热塑性塑料中的填料。例如，近年来已发现木塑复合材料(WPC)应用于许多商业产品中，并且WPC的整体市场据估计为每年数十亿美元。WPC广泛用于建造和汽车产业。WPC通常比常规矿物或玻璃填充的复合材料更有成本效益。WPC总体上也具有可期望的天然木材的外观。然而，常规WPC一般具有比矿物和玻璃填充的复合材料更差的机械性质和更低的抗湿性。
最近已经开发并商业化了基于化学加工的浆的纤维素复合材料。化学加工的浆是使用化学制浆方法生产的纤维素材料，如牛皮纸浆制法或亚硫酸盐制法，其涉及化学处理和高温。这些化学制浆方法从浆移除大部分半纤维素和木质素，使得所得化学浆几乎不含或不含残留的木质素。例如，化学浆的木质素含量以重量计通常少于5％且通常少于1％。
基于化学加工的浆的复合材料总体上具有改善的机械性质、比WPC更小的气味。而且，化学加工的浆复合材料可像常规热塑性塑料一样被着色或上色。然而，基于化学加工的浆的复合材料一般比WPC和矿物填充的复合材料更昂贵。当与矿物或玻璃填充的复合材料相比时，它们也具有更差的机械性质和抗湿性。出于这些原因，迄今为止，基于化学加工的浆的复合材料的商业采用通常发生在专营市场应用中。
因此期望找到具有比常规已知的纤维素复合材料改善的抗湿性或改善的机械性质的纤维素复合材料。
发明概述
根据本发明的方面，提供了包含具有木质素和聚合物基体的机械浆的纤维素复合材料。机械浆中的木质素是机械浆干重的约15％至35％。
根据本发明的另一方面，提供了用于制作纤维素复合材料的方法，包括以下步骤：熔融加工包含机械浆和聚合物基体的混合物以形成母料；并且进一步熔融加工母料以形成复合材料。
根据本发明的又另一方面，提供了用于制作制品的方法，包括以下步骤：熔融加工包含机械浆和聚合物基体的混合物；并且挤出熔融加工的混合物成制品。
附图简述
在仅以实例的方式示例本发明的实施方式的附图中，
图1是简化流程图，其描述用于制作纤维素复合材料和由其制造的制品的示例性方法中的步骤；以及
图2是描述涉及用于制备包含机械浆的纤维素复合材料的方法的步骤的流程图(flowchart diagram)，示例了本发明的实施方式。
实施方式的描述
本公开的方面涉及基于木浆的纤维素复合材料。当与本领域已知的纤维素复合材料(如基于化学加工的纸浆的复合材料)相比时，这些复合材料的一些实施方式更具成本效益，具有改善的抗湿性和/或改善的机械性质。
描述了含有木浆和聚合物基体的纤维素复合材料。当这种浆并入聚合物基体时，其能够改善所得聚合物复合材料的某些属性。在某些实施方式中，这种复合材料已展现了改善的机械性质和改善的抗湿性。
还描述了制备纤维素复合材料的示例性方法，该纤维素复合材料具有并入聚合物基体中的木浆。这些方法的示例性实施方式涉及熔融加工具有相对高的水分含量的浆。在一些实施方式中，在熔融加工之前，浆的水分含量可大于10wt％；而在其他实施方式中，水分含量大于20wt％；以及在再其他实施方式中，水分含量可大于30wt％。
用于生成纤维素复合材料的这些方法能够制备具有基本上均匀地分散在聚合物基体中的浆的复合材料。在一些实施方式中，它们被用于生产母料，其在聚合物基体中包含高浓度浆。母料可进一步用聚合物基体调稀(let down)或稀释至期望的装载量(填充量，loading level)。
在本文所述方法的这些示例性实施方式中，使用湿浆或具有高水分含量的浆具有能够制备具有基本上均匀地分散在聚合物基体中的浆的复合材料的有益效果。浆在基体内更好地分离和随机化，具有较少的亲水团块。
本文所述的示例性纤维素复合材料还可包含进一步改善复合材料的机械或化学性质中的一种或两种的一种或多种添加剂。例如，在一些实施方式中，纤维素复合材料可包括偶联剂或抗氧化剂。
其它示例性纤维素复合材料还可包含进一步改善复合材料的机械或化学性质的一种或多种额外的填料。
本文所述的纤维素复合材料的再其他实施方式可被转化成使用常规挤出和成型技术的制品。这些制品在多种市场中具有实用性，包括汽车、建筑和建造、消费者和器具应用、和3D打印等。
本公开中出现的以下术语使用如下：
“纤维素复合材料”用于指包含聚合物基体和纤维素填料的复合材料。
“化学加工的浆”或“化学浆”用于指使用化学制浆方法如牛皮纸浆或亚硫酸盐制浆方法生产的纤维素材料。
“复合材料”用于指包含聚合物基体和填料的材料。
“偶联剂”用于指改善聚合物基体和纤维素填料之间的界面粘合的添加剂。
“机械浆”用于指使用机械制浆方法或化学-机械制浆方法生产的纤维素材料。例如，“机械浆”包括热-机械浆(TMP)、盘磨机械浆(RMP)、化学-热机械浆(CTMP)、中密度纤维(MDF)、磨木浆(GWP)和漂白的化学-热机械浆(BCTMP)。
“可熔融加工的组合物”用于指能够熔融加工(一般在升高的温度下)的制剂，例如通过常规聚合物熔融加工技术如挤出或注射成型。
“熔融加工技术”用于指各种熔融加工技术，其可包括，例如，挤出、注射成型、吹塑、滚塑、热动力学混合或分批混合。
“聚合物基体”用于指可熔融加工的聚合物材料。
本描述不旨在描述本技术的所有实施方式或每种可能的实施方案。详细描述旨在提供一些示例性实施方式。
在至少一些实施方式中，本公开涉及基于木浆的复合材料，其与已知的纤维素复合材料相比更有效益、和/或具有改善的抗湿性和/或具有改善的机械性质。本文所述的纤维素复合材料包括并入聚合物基体的木浆。
并入纤维素复合材料的木浆可使用机械或化学-热机械方法制造。在生产机械浆时，通常将木材抵靠水润滑的磨料表面(如旋转的石头)研磨。通过研磨产生的热软化结合纤维的木质素，并且机械化的力分离被称为磨木(GWD)的纤维。
在本发明的实施方式中，可使用精磨机(refiners)。精磨机是在20世纪下半叶期间开发的。在精磨机中，木材碎片在旋转的钢盘和固定板之间受到强烈的剪切力以生产盘磨机械浆(RMP)。在对此方法的后续修改中，通过加热预软化的木片使原纤化更有效，生产总体上为浅色且具有更长纤维的热-机械浆(TMP)。
热-机械浆的进一步发展是CTMP，其中在研磨步骤之前将木片用诸如亚硫酸钠的化学品浸渍。所得CTMP通常在颜色上甚至更浅并且具有更好的强度特性。在研磨后，通过筛选以移除未精磨(unrefined)的纤维束将浆分类。然后可用过氧化物进一步漂白以生产用于更高附加值产品的BCTMP。
用于所述复合材料的机械浆的特征在于具有高含量的残留木质素。具体地，机械浆中的木质素含量比化学浆高。在一些实施方式中，机械浆中的木质素含量大于10wt％；而在其他实施方式中，机械浆中的木质素含量大于15wt％；并且在再其他实施方式中，机械浆中的木质素含量可大于20wt％。在一些情况下，机械浆是化学-热机械浆，其中木质素含量在15wt％至35wt％的范围内。这些是机械浆中的木质素的干重百分比。
木浆可并入任何合适的聚合物基体以形成具有增强的机械和化学性质的纤维素复合材料。在一些实施方式中，聚合物基体中的浆装载量(loading)在约5-99wt％的范围内；而在其他实施方式中，浆装载量在约10-95wt％的范围内；并且在再其他实施方式中，浆装载量在10-90wt％之间。在一些实施方式中，母料中的浆装载量在50-99wt％的范围内。这些是最终复合材料或母料中的浆的干重百分比。
聚合物基体可包括一种或多种聚合物。可用于本纤维素复合材料的实施方式的聚合物的非限制性实例包括：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、包含聚烯烃基离聚物的功能性聚烯烃共聚物、聚丙烯(PP)、聚烯烃共聚物(例如，乙烯-丁烯、乙烯-辛烯、乙烯乙烯醇)、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物(例如，高抗冲聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚乳酸(PLA)、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚氨酯、热塑性弹性体(例如，SIS、SEBS、SBS)、或其组合。对于一些终端用途应用，聚烯烃非常适于充当聚合物基体，例如，在制品中可用作汽车部件。
用于本发明的生物塑料(bioplastic)聚合物包括：生物基的、生物可降解的或可堆肥的聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚烯烃、热塑性淀粉和纤维素制品(cellulosics)。特别感兴趣的生物塑料包括生物基的、生物可降解的或可堆肥的聚酯。生物基的或生物可降解的或可堆肥的聚酯的非限制性实例包括：PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)、PBAT(聚丁酸酯己二酸对苯二酸酯)、PBS(聚琥珀酸丁二酯)、PCL(聚己内酯)、PGA(聚乙醇酸(Polygycolic acid))。
在许多应用中，聚乳酸越来越被证明是石油化学基塑料的可行的替代品。PLA由可再生资源生产并且是生物可降解的。这使其非常适用于绿色或环境敏感的应用。另外，PLA具有独特的物理性质，使其可用于若干工业应用，包括纸涂层、纤维、膜、包装材料等。
聚合物基体可任选地含有一种或多种添加剂。常规添加剂的非限制性实例包括抗氧化剂、光稳定剂、纤维、发泡剂、起泡添加剂、抗粘连剂、热稳定剂、抗冲改性剂、杀生物剂、抗微生物添加剂、增容剂、增塑剂、增黏剂、加工助剂、润滑剂、偶联剂、阻燃剂、颜料和着色剂。添加剂可以以粉末、丸粒、颗粒的形式或以其他可挤出形式并入可熔融加工的组合物。并入可熔融加工的组合物的添加剂的量和类型可根据聚合物基体和完成的组合物的期望的物理性质适当地选择。熔融加工领域的技术人员能够为具体的聚合物基体和机械浆填料选择适当量和类型的添加剂，以实现完成的复合材料的期望的物理性质。
本纤维素组合物的一些实施方式包括偶联剂和/或抗氧化剂作为添加剂。偶联剂的非限制性实例包括硅烷、锆酸酯、钛酸酯和官能化聚合物。优选的偶联剂包括硅烷和马来酐接枝聚合物。马来酐接枝聚合物的非限制性实例包括以商品名Polybond(Addivant)、Extinity(NWP)、Integrate(Lyondell Basell)和Fusabond(DuPont)销售的那些。优选的抗氧化剂包括单体苯酚、聚合物苯酚和低聚苯酚。抗氧化剂的非限制性实例包括以商品名Irganox、Irgaphos(BASF)和Hostanox(Clariant)销售的那些。偶联剂和抗氧化剂的典型的装载量是复合材料制剂的大约0.1至10wt％。
本纤维素组合物的一些实施方式包括一种或多种额外的填料。这些可并入可熔融加工的组合物，并且可用于调节最终纤维素复合材料或由其制作的制品的机械性质。例如，填料可起改善纤维素复合材料的机械和热性质的作用。填料还可用于调节纤维素复合材料的热膨胀系数(CTE)，以使其与例如与其一起使用的其他材料更相容。填料的非限制性实例包括矿物和有机填料(例如，滑石、云母、粘土、硅石、矾土、碳纤维、炭黑、玻璃纤维)和常规纤维素材料(例如，木粉、木纤维、非木植物纤维、锯末、木材锯末、新闻纸、纸、亚麻、大麻、麦秆、稻壳、洋麻、黄麻、剑麻、花生壳、大豆壳、或含有纤维素的其它材料)、和任选地额外的木质素。可熔融加工的组合物中的填料的量和类型可根据聚合物基体和完成的组合物的期望物理性质适当地选择。填料，如碳酸钙、滑石、粘土和纤维素纤维非常适合用于许多应用。在一些实施方式中，额外的填料占复合材料的1wt％至90wt％；在一些实施方式中，占复合材料的5wt％至75wt％；以及在一些实施方式中占复合材料的1wt％至60wt％。
基于浆且并入任选的添加剂和/或额外的填料的纤维素复合材料可通过将组分掺合到聚合物基体中来制备。根据聚合物基体的类型和性质，这可以使用各种常规混合方法来完成。对于可熔融加工的热塑性组合物，聚合物基体和添加剂可以通过塑料工业中通常采用的任何合适的掺合技术来组合，如用复合碾磨机(compounding mill)、Banbury混合器、或混合挤出机。混合操作可方便地在聚合物基体的熔点或软化点以上的温度下进行。在一些情况下，混合物的熔融加工在80℃至400℃的温度下进行，虽然根据复合材料制剂的熔点、熔体黏度、和热稳定性选择合适的操作温度。不同类型的熔融加工设备(如挤出机)可用于加工本文所述的可熔融加工的组合物。
所得熔融掺合的混合物可直接挤出成最终产品形状的形式，或者可造粒或以其他方式粉碎成期望的微粒尺寸或尺寸分布，然后向挤出机(如双螺杆挤出机)进料，其熔融加工掺合的混合物以形成最终产品形状。
图1中描述的流程图说明了上述示例性方法。示例性方法S100开始于步骤S102中的将湿浆混合到聚合物基体中。如果步骤S104中期望任选地使用添加剂，则将添加剂添加到混合物(步骤S106)，否则绕过步骤S106。类似地，如果期望任选地使用填料(步骤S108)，则将填料添加到混合物(步骤S110)，否则绕过步骤S110。如上所述，对于可熔融加工的热塑性组合物，聚合物基体和添加剂可通过任何合适的掺合技术如复合碾磨机、Banbury混合器、或混合挤出机来组合。在步骤S112中使用熔融加工，其在此实施方式中可处于80℃至400℃的温度。根据是否在步骤S114造粒/粉碎的决定，步骤S112的输出直接挤出成最终产品形状的形式(步骤S120)，或者可造粒或以其他方式粉碎(S116)成期望的微粒尺寸或尺寸分布，然后向挤出机(如双螺杆挤出机)进料，其熔融加工掺合的混合物以形成最终产品形状(步骤S120)。
在用于制备纤维素复合材料的已知方法中，浆一般是干的或具有低水分含量。拉开或碎裂(break up)浆并在聚合物基体中实现浆的充分均匀分散可能是困难的。
用于制备包含机械或化学浆的纤维素复合材料的方法的优选实施方式涉及熔融加工具有相对高水分含量的浆。在一些实施方式中，熔融加工之前浆的水分含量大于10wt％；在优选的实施方式中，水分含量大于20wt％；以及在特别优选的实施方式中，水分含量大于30wt％。在一些实施方式中，熔融加工之前浆的水分含量在40wt％至60wt％的范围内。
已经发现，使用具有相对高水分含量的机械或化学浆可促进在混合物的熔融加工期间浆在聚合物基体中的分散。溶剂的添加可进一步改善分散。湿度倾向于帮助分离浆纤维，并且湿浆比干浆更容易倾向于裂开(break apart)，干浆具有变得缠结(matted)和加固(consolidated)的趋势。在熔融加工步骤期间，例如通过蒸发逐渐去除水。这种创新的湿加工法(approach)能够制备具有基本上均匀地分散在聚合物基体中的浆的复合材料，并且能够制备在聚合物基体中具有高装载量浆的复合材料。例如，可实现复合材料中大于95wt％的装载量。
在用于制备包含浆的纤维素复合材料的方法的一些实施方式中，提供了干的或具有低水分含量的浆，并且在用聚合物基体熔融加工浆之前，浆的水含量增加。例如，浆干饼可通过添加水被再水合，然后浆可用聚合物基体和如本文所述的复合材料的任何其他期望的组分熔融加工。
在用于制备本纤维素复合材料和由其制作的制品的方法的一些实施方式中，纤维素复合材料以涉及两个熔融加工步骤的方法生产。首先，浆复合材料的母料通过熔融加工具有如上所述高水分含量的浆和热塑性聚合物基体、和任选地其他添加剂或填料来生产。所得母料具有高浓度浆，并且随后可使用第二熔融加工步骤(例如，复合、注射成型或挤出)调稀(或稀释)至用于最终应用的更合适的装载量。在优选的实施方式中，母料具有约50wt％至99wt％范围内的浆含量，并且调稀物(letdown)具有约5wt％至50wt％范围内的浆含量。
图2中示例了上述示例性方法。如所示，示例性方法S200开始于获得浆S201。如上所述，在步骤S201可提供干的或具有低水分含量的浆。在步骤S202中，将湿度引入浆，例如，通过添加水。
在步骤S203中，浆与聚合物基体混合或组合。如果步骤S204中期望任选地使用添加剂，则将添加剂添加到混合物(步骤S206)，否则绕过步骤S206。类似地，如果期望任选地使用填料(步骤S208)，则将填料添加到混合物(步骤S210)，否则绕过步骤S210。
在步骤S212中，两个熔融加工步骤的第一个用于形成母料。所得母料可具有高浓度浆。在一些实施方式中，由步骤S212所得母料可含有约50wt％至99wt％范围内的浆。
来自步骤S212的该母料随后在步骤S214中调稀或稀释。从步骤S214稀释的母料可含有约5wt％至50wt％范围内的浆。
随后采用第二熔融加工步骤S216以获得包含浆的期望的纤维素复合材料。步骤S216中的熔融加工可包括复合、注射或挤出。
本文所述的纤维素复合材料的实施方式在汽车、建筑和建造、消费者和器具市场中具有广泛的实用性。本公开的纤维素复合材料的潜在用途的非限制性实例包括汽车部件、甲板铺板(decking)、围栏、栏杆、屋面(屋顶，roofing)、壁板(siding)、消费器皿、容器和3D打印部件。
通过熔融加工本文所述的纤维素复合材料生产的制品可展现优异的特性。例如，它们可具有改善的机械性质和/或抗湿性。
表1：材料
表2：实验母料配方
表3：实验复合材料样品配方
在CTMP这种情况下，具有大约50％的水分含量和基于干重大约25％wt％的木质素含量的机械浆首先通过(穿过，run through)电动5”造粒机(pellet mill)——如可从Pellet Masters,Chippewa Falls,WI)商购获得——以将材料致密化(densify)和造粒。四种不同的母料样品，MB1-4，用如表2中所示的不同组合物制备，每一种都具有高浓度CTMP(95％)。母料样品通过在塑料袋中将造粒的湿CTMP与HDPE或PP干掺合制备，以及在两种情况下将造粒的湿CTMP与HDPE或PP和抗氧化剂添加剂干掺合制备，然后将混合物经重量分析地进料到27mm双螺杆挤出机(52:1L:D，可从Entek Extruders,Lebanon,OR商购获得)。使用区域1-13(°F)中的以下温度分布(temperature profile)进行复合：100、350、400、400、400、400、400、400、400、400、400、400、400。将材料通过其中模具被移除的挤出机，并且收集为干微粒。
母料样品，MB1-4，随后通过与额外量的热塑性聚合物基体(HDPE或PP)混合来调稀(稀释)，以及在两种情况下与额外量的热塑性聚合物基体(HDPE或PP)和偶联剂混合来调稀(稀释)，如表3中所示，以形成六种复合材料样品1-6。将组分在塑料袋中干掺合并且经重量分析地进料到27mm双螺杆挤出机(52:1L:D，可从Entek Extruders,Lebanon,OR商购获得)。使用区域1-13(°F)中的以下温度分布：100、350、400、400、400、400、400、400、400、400、400、400、400和380°F的模具温度进行复合。将复合材料挤出成线料(strands)并且造粒成大约1-2mm长的丸粒。
具有如表3中所示组成的样品CE1-4也作为比较例以类似的方式制备。滑石和玻璃纤维在区域6中的下游侧向进料。样品CE5可从Weyerhaeuser Inc.获得。
所得复合材料样品被注塑成试样，并且按照ASTM D790(挠曲性质)和ASTM D638(拉伸性质)测试其性质。使用阿基米德方法测定比重。按照ASTM D256进行冲击测试(艾佐德冲击)。在浸没水中24和96小时后通过重量分析测定吸湿量。该测试的结果在下表4中给出。
表4：实验结果
样品CE1–CE5的结果作为比较例提供，并且展示了常规玻璃填充和滑石填充的PP和HDPE复合材料的性质。CE5展示了关于ThriveTM报道的性质，ThriveTM是可商购获得的纤维素填充的聚丙烯复合材料，其包含来自牛皮纸制浆法的化学浆。样品1至6的结果展示了根据本发明的某些实施方式的纤维素机械浆基复合材料的性质。
关于挠曲模量和吸湿量，包含机械浆(CTMP)的复合材料样品中的一些相对于CE5(ThriveTM)展现了相当的或优异的性质。包含聚丙烯基体和偶联剂的样品5和6表现地尤其好。通过比较样品3与样品5以及样品4与样品6的结果，偶联剂似乎正如可观察到的增强了性质。
除了本文所述的机械浆之外，其他含木质素的材料可以以类似方式并入聚合物基体以生产复合材料。例如，来自木本和非木本来源的含木质素的纤维，例如包括草和再生材料，可被加工并且并入复合材料。非木本材料和浆的木质素含量的范围可按重量计从5％上升。
虽然本文已经示例和描述了具体实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代实施方式或等同实施方案可代替所示和所述的具体实施方式。本申请旨在涵盖本文所讨论的实施方式的修改和变化。因此，其意图显然是本发明仅受权利要求及其等同物限制。

Claims (38)

1.纤维素复合材料，其包括木浆和聚合物基体，其中所述浆基本上均匀地分散在所述聚合物基体内。
2.权利要求1所述的纤维素复合材料，其中所述木浆是机械浆和化学浆中的一种。
3.权利要求2所述的纤维素复合材料，其中所述木浆是所述化学浆。
4.权利要求3所述的纤维素复合材料，其中所述化学浆是通过牛皮纸浆制法获得的牛皮纸浆。
5.权利要求2所述的纤维素复合材料，其中所述浆是所述机械浆。
6.权利要求5所述的纤维素复合材料，其中所述机械浆包含木质素，所述木质素占所述浆干重的5％至35％。
7.权利要求1所述的纤维素复合材料，其中所述浆的比例以所述复合材料的重量计在5％至99％的范围内。
8.权利要求7所述的纤维素复合材料，其中所述浆的比例以所述复合材料的重量计在10％至95％的范围内。
9.权利要求8所述的纤维素复合材料，其中所述浆的比例以所述复合材料的重量计在10％至90％的范围内。
10.权利要求7所述的纤维素复合材料，其中所述浆的比例以所述复合材料的重量计在80％至99％的范围内。
11.权利要求1所述的纤维素复合材料，其中所述聚合物基体包括以下中的至少一种：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、包含聚烯烃基离聚物的功能性聚烯烃共聚物、聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、氟聚合物、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚乳酸(PLA)、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚氨酯、和热塑性弹性体。
12.权利要求1所述的纤维素复合材料，其中所述聚合物基体包括生物塑料聚合物，所述生物塑料聚合物包括以下中的至少一种：生物基聚酯、生物可降解的聚酯、可堆肥的聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚烯烃、热塑性淀粉、纤维素制品、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)、PBAT(聚丁酸酯己二酸对苯二酸酯)、PBS(聚琥珀酸丁二酯)、PCL(聚己内酯)、和PGA(聚乙醇酸)。
13.权利要求11所述的纤维素复合材料，其中所述聚烯烃共聚物包括以下中的一种：乙烯-丁烯、乙烯-辛烯和乙烯乙烯醇；并且其中所述聚苯乙烯共聚物包括以下中的一种：高抗冲聚苯乙烯、和丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。
14.权利要求1所述的纤维素复合材料，包含添加剂。
15.权利要求14所述的纤维素复合材料，其中所述添加剂是以下中的至少一种：抗氧化剂、光稳定剂、纤维、发泡剂、起泡添加剂、抗粘连剂、热稳定剂、抗冲改性剂、杀生物剂、抗微生物添加剂、增容剂、增塑剂、增黏剂、加工助剂、润滑剂、偶联剂、阻燃剂、颜料和着色剂。
16.权利要求14所述的纤维素复合材料，其中所述添加剂是偶联剂。
17.权利要求16所述的纤维素复合材料，其中所述偶联剂是以下中的至少一种：硅烷、锆酸酯、钛酸酯、官能化聚合物和马来酐接枝聚合物。
18.权利要求16所述的纤维素复合材料，其中所述偶联剂以所述复合材料的重量计在0.1％至10％的范围内。
19.权利要求1所述的纤维素复合材料，进一步包含额外的填料。
20.权利要求19所述的纤维素复合材料，其中所述额外的填料包括以下中的至少一种：滑石、云母、粘土、硅石、矾土、碳纤维、炭黑、玻璃纤维、木粉、木纤维、非木植物纤维、锯末、木材锯末、新闻纸、纸、亚麻、大麻、麦秆、稻壳、洋麻、黄麻、剑麻、花生壳、大豆壳、木质素、碳酸钙和纤维素纤维。
21.权利要求19所述的纤维素复合材料，其中所述额外的填料以所述复合材料的重量计在1％至90％的范围内。
22.权利要求21所述的纤维素复合材料，其中所述额外的填料以所述复合材料的重量计在5％至75％的范围内。
23.根据权利要求1至22中的任一项所述的纤维素复合材料，其中所述复合材料在浸入水中96小时之后具有少于1wt％的吸湿量。
24.根据权利要求23的纤维素复合材料，其中所述聚合物复合材料形成选自以下中的制品的至少一部分：汽车部件、甲板铺板、围栏、栏杆、屋面、壁板、消费品、器具部件和3D打印部件。
25.用于制作纤维素复合材料的方法，所述方法包括：熔融加工包含湿浆和聚合物基体的混合物的第一步骤。
26.权利要求25所述的方法，其中所述浆的水分含量以所述浆的重量计是至少10％。
27.权利要求26所述的方法，其中所述浆的水分含量以所述浆的重量计是至少20％。
28.权利要求27所述的方法，其中所述浆的水分含量以所述浆的重量计是至少30％。
29.权利要求25所述的方法，进一步包括熔融加工由所述第一步骤形成的母料以形成所述复合材料的第二步骤。
30.权利要求29所述的方法，进一步包括在熔融加工的所述第二步骤之前稀释所述母料。
31.权利要求29所述的方法，其中所述混合物进一步包含添加剂和填料中的至少一种。
32.权利要求29所述的方法，其中熔融加工的所述第一和第二步骤中的每一个是以下中的一个：复合、注射成型和挤出。
33.权利要求29所述的方法，其中在熔融加工的所述第一步骤之后，所述母料含有以重量计50％至99％范围的浆，并且在熔融加工的所述第二步骤之后，所述复合材料含有以重量计5％至50％范围的浆。
34.权利要求29所述的方法，其中所述聚合物基体是热塑性聚合物基体。
35.权利要求29所述的方法，进一步包括在熔融加工的所述第一步骤之前增加所述浆的水分含量。
36.根据权利要求25至35中的任一项所述的方法生产的纤维素复合材料。
37.用于制作制品的方法，其包括：
a)熔融加工包含湿浆和聚合物基体的混合物；以及
b)挤出熔融加工的混合物成所述制品。
38.权利要求37所述的方法，进一步包括在所述挤出之前造粒所述熔融加工的混合物。
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