一種麥秸稈/塑料膜復合材料的制備工藝方法技術

本發明專利技術涉及的是一種麥秸稈/塑料膜復合材料的制備工藝方法，它是以麥秸稈纖維增強塑料膜的復合材料，采用復合處理法(先物理或化學方法處理麥秸稈，再復合偶聯劑法)對麥秸稈纖維進行表面處理，提高麥秸稈纖維與塑料基體的界面結合力，再通過熔融共混、模壓成型等工藝制造麥秸稈/塑料膜復合材料。優點：與單純使用偶聯劑處理的麥秸稈/塑料膜復合材料相比，經復合處理的復合材料力學性能和抗吸濕吸水性能均得到明顯提高；摩擦磨損性能優于單純使用偶聯劑處理麥秸稈制備的復合材料。針對包裝塑料膜與農作物廢棄物制備復合材料，在環境保護和資源再生循環利用方面具有重要的現實意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是以麥秸桿纖維增強塑料膜(以聚丙烯為例)的復合材料，采用復合處理法對麥秸桿纖維進行表面處理，提高麥秸桿纖維與塑料基體的界面結合力，再通過熔融共混、模壓成型等工藝制造麥秸桿/塑料膜復合材料，屬于復合材料領域。
技術介紹
塑料膜廣泛用于農業、包裝材料、家庭日用品等方面，然而，塑料膜的大量使用造成了嚴重的“白色污染”，目前廢棄塑料膜沒有較好的回收再利用方法；我國是農業大國，農作物副產品的秸桿大量被廢棄，利用率較低，因此塑料膜和秸桿的利用對環境保護和資源再生循環利用具有重要現實意義。但在人造板制造中，無法解決麥秸桿不易黏結的缺點，這是由于麥秸桿表面有一層致密、光滑的疏水性角質蠟狀膜，阻礙了基體浸潤到麥秸桿纖維 內部，使麥秸桿纖維與基體的相容性差，結合力低，而傳統的單一表面處理不能達到良好的改性效果。因此采用復合處理法對麥秸纖維進行改性，并改進復合材料配方和制備工藝以提高麥秸桿/聚丙烯膜復合材料的力學性能和耐磨性能，擴大復合材料的用途。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術提供一種對麥秸纖維進行表面處理方法以提高纖維與基體的相容性，采用熔融共混的方法促進纖維在基體中的均勻分散，改進復合材料配方以提高麥秸桿/塑料膜復合材料的力學性能和耐磨性能，為塑料膜和麥秸桿的回收再利用提供新途徑。本專利技術是通過以下技術方案實現的麥秸桿/塑料膜復合材料，主要成分包括麥秸桿、塑料膜(以聚丙烯膜為例)、偶聯劑、脫模劑，其組分為質量比):麥秸桿20% 65%、偶聯劑I 5%、塑料膜40% 80%，脫模劑I % 5%;麥秸桿要求未霉變腐爛，用高速粉碎機將其粉碎至40目 100目，干燥到含水率為3 5% ;聚丙烯為薄膜；所述偶聯劑為硅烷偶聯劑，脫模劑為硬脂酸鋅。麥秸桿/塑料膜復合材料的制造工藝為了提高麥秸桿纖維和塑料基體的相容性，本專利技術采用物理、化學法加偶聯劑復合處理方法對麥秸纖維表面進行處理，即先用NaOH、乙酸溶液浸泡、水熱處理、蒸汽爆破和微波處理等分別預處理麥秸纖維表面，再用偶聯劑進行處理。物理或化學方法能減少纖維表面羥基數目，偶聯劑處理能使纖維與基體之間建立物理和化學鍵交聯，從而提高纖維與基體的相容性。將所得的麥秸桿和塑料膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉溫度160 180°C，時間4 8min，混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度170 185°C，壓力為6 I5MPa,時間為10 Ιδπ η。本專利技術的優點在原料選擇方面，目前纖維增強原料樹脂基復合材料的研究較多，而針對包裝塑料與農作物廢棄物制備復合材料的產品較少。在人造板制造中，無法很好解決麥稻桿不易黏結的缺點，生產中對植物纖維不表面處理或只進行單一表面處理，纖維與基體的相容性差、結合力低。本專利技術可以很好的解決廢塑料膜的污染和秸桿的有效利用問題，并通過復合處理方法和混煉工藝，有效提高麥秸桿纖維和塑料基體的相容性，充分發揮麥秸桿纖維在基體中的增強作用。用麥秸桿和塑料膜為原料制造技術上可行，經濟上實用合算，市場性價比高的復合材料，節約耕地，在環境保護和資源再生循環利用方面具有重要的現實意義。麥秸桿/塑料膜復合材料測試表明麥秸桿經復合處理后，表面變粗糙，纖維束增力口，秸桿纖維和塑料基體的界面黏合性得到改善。與單純使用偶聯劑處理的麥秸桿/塑料膜復合材料相比，經復合處理的復合材料力學性能(拉伸強度、彎曲強度和彈性模量)和抗吸濕吸水性能均得到明顯提高；在耐磨性試驗中，摩擦磨損性能優于單純使用偶聯劑處理 麥稻桿制備的復合材料。附圖說明圖I是本專利技術的制備工藝流程圖。具體實施例方式實施例1，用質量分數為5%的NaOH溶液將麥秸桿粉浸泡48h，再漂洗至pH試紙測試呈中性，烘干；將KH550硅烷偶聯劑和乙醇按照體積比I : 5配成溶液，將第一步預處理的麥秸桿粉放入高速混合攪拌機，一邊攪拌一邊噴入偶聯劑溶液，至偶聯劑溶液將麥秸桿粉充分均勻浸潤后取出，105°C干燥。將復合處理后的麥秸桿和聚丙烯膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉前棍溫度175°C,后棍溫度165°C,時間5 7min,混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度180°C，壓力為12. 5MPa，時間為12min。實施例2，用質量分數為5%的乙酸溶液將麥秸桿粉浸泡48h，再漂洗至pH試紙測試呈中性，烘干；將KH550硅烷偶聯劑和乙醇按照體積比I : 5配成溶液，將第一步預處理的麥秸桿粉放入高速混合攪拌機，一邊攪拌一邊噴入偶聯劑溶液，至偶聯劑溶液將麥秸桿粉充分均勻浸潤后取出，105°C干燥。將復合處理后的麥秸桿和聚丙烯膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉前棍溫度175°C,后棍溫度165°C,時間5 7min,混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度180°C，壓力為12. 5MPa，時間為12min。實施例3，將麥秸桿粉置于去離子水的恒溫鍋內蒸煮，溫度90°C，時間2h，取出晾干，105°C烘干；將KH550硅烷偶聯劑和乙醇按照體積比I : 5配成溶液，將第一步預處理的麥秸桿粉放入高速混合攪拌機，一邊攪拌一邊噴入偶聯劑溶液，至偶聯劑溶液將麥秸桿粉充分均勻浸潤后取出，105°C干燥。將復合處理后的麥秸桿和聚丙烯膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉前輥溫度175°C，后輥溫度165°C，時間5 7min，混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度180°C，壓力為12. 5MPa，時間為12min。實施例4，將麥秸桿截成10 50mm截段，置于汽爆罐中，汽爆壓力為O. 6MPa，維壓20min，105°C烘干，高速粉碎機粉碎至80目；將KH550硅烷偶聯劑和乙醇按照體積比I 5配成溶液，將第一步預處理的麥秸桿粉放入高速混合攪拌機，一邊攪拌一邊噴入偶聯劑溶液，至偶聯劑溶液將麥秸桿粉充分均勻浸潤后取出，105°C干燥。將復合處理后的麥秸桿和聚丙烯膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉前輥溫度175°C，后輥溫度165°C，時間5 7min，混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度180°C，壓力為12. 5MPa，時間為 12min。實施例5，將麥秸桿粉用去離子水浸泡12h，放入微波爐內，中火處理5次，2min/次。取出干燥；將KH550硅烷偶聯劑和乙醇按照體積比I : 5配成溶液，將第一步預處理的麥秸桿粉放入高速混合攪拌機，一邊攪拌一邊噴入偶聯劑溶液，至偶聯劑溶液將麥秸桿粉充分均勻浸潤后取出，105°C干燥。將復合處理后的麥秸桿和聚丙烯膜在混煉機中混煉促進纖維在基體中的均勻分散，混煉前輥 溫度175°C，后輥溫度165°C，時間5 7min，混合均勻后放入平板硫化機中模壓成型，熱壓溫度180°C，壓力為12. 5MPa，時間為12min。以上已以較佳實施公開了本專利技術，然其并非用以限制本專利技術，凡采取等同替換或等效變換所獲得的技術方案，均落在本專利技術的保護范圍內。權利要求1.一種麥秸桿/塑料膜復合材料的制備工藝方法，其特征在于采用復合處理法(先物理或化學方法處理麥秸桿，再復合偶聯劑法)對麥秸桿纖維進行表面處理，提高麥秸桿纖維與塑料基體的界面結合力，再通過熔融共混、模壓成型等工藝制造麥秸桿/塑料膜復合材料，特征組分為麥秸桿、塑料膜、偶聯劑、脫模劑，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種麥秸稈/塑料膜復合材料的制備工藝方法，其特征在于：采用復合處理法(先物理或化學方法處理麥秸稈，再復合偶聯劑法)對麥秸稈纖維進行表面處理，提高麥秸稈纖維與塑料基體的界面結合力，再通過熔融共混、模壓成型等工藝制造麥秸稈/塑料膜復合材料，特征組分為麥秸稈、塑料膜、偶聯劑、脫模劑，其組分為質量比(％)：麥秸稈20％～65％、偶聯劑1～5％、塑料膜40％～80％，脫模劑1％～5％；麥秸稈40目～100目，干燥到含水率為3～5％；塑料為厚度＜1mm的薄膜；所述偶聯劑為硅烷偶聯劑，脫模劑為硬脂酸鋅。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何春霞，于旻，
申請(專利權)人：南京農業大學，
類型：發明
國別省市：