本发明专利技术公开了一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法，该方法经过如下两个步骤制成：一是中药药渣化学法进行抽提处理及蒸汽爆破预处理，二是中药药渣制备的纳米纤维与热塑性塑料的混炼，通过本发明专利技术获得的复合材料，改善了材料性能如增塑、增强拉伸作用等。同时，药渣纤维素的物理改性不对环境造成污染，提高资源利用率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及植物纤维塑料复合材料的合成，尤其涉及一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法，利用废药渣改造的纳米纤维与塑料复合材料制备高分子复合材料，改善原有性质。
技术介绍
目前，复合材料广泛应用于人们的生活中。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。其中木塑复合材料是植物纤维和塑料的有机结合，兼有植物纤维和塑料两种材料的特性，有效地满足相关领域的材料需求。木塑复合材料主要应用在建材、汽车工业、货物的包装运输、仓储业、装饰材料及日常生活用具等方面。它具有硬度耐磨性好，尺寸稳定性好，耐腐蚀，重复加工性好，可重复回收利用等优点。由于植物纤维的可再生性、可被环境消纳性，所以木塑复合材料是一种极具发展前途的绿色环保材料，其生产技术也被认为有创新技术。而植物类药材的药渣在提取药物成分后剩余的药渣含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等生物质高分子物质。我国每年仅植物类药渣的排放量就高达3 000多万吨。药渣一般为湿物料，极易腐败，味道奇臭。而目前传统的药渣处理方法主要是填埋、焚烧、堆放等，不仅耗去大量的资金，而且造成了资源的浪费和严重的环境污染，对该产业的持续性发展带来了急需解决的严峻挑战。将蒸汽爆破处理制得的中药渣纤维增强体与塑料进行熔融共混，制备药渣纳米纤维/塑料复合材料。从废弃物利用的角度，仍不失为一种可取的处理药渣的方式。目前，木纤维材料与热塑性聚合物的复合还存在许多问题，由于木纤维中含有大量的极性羟基、酚羟基、纤维素等极性官能团，与非极性的树脂的相容性差，从而影响木塑复合材料的综合性能。因此，研究木塑复合材料的重点和难点是提高木塑复合材料的界面相容性。其中，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)基等木塑复合材料是重点研究对象。对PP基木塑复合材料已有不少文献报道了无机填料如滑石粉、硅灰石、碳酸钙填充改性PP的研究。结果表明，无机填料填充改性PP可提高其拉伸强度和弯曲强度，但其脆性增大，韧性下降，表现为断裂伸长率、冲击强度分别有不同程度的降低。刘文鹏等研究了3种相容
剂和3种偶联剂在单独使用和配合使用情况下对PP/木粉(质量比50/50)复合材料力学性能的影响。相容剂PP-g-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)、PE-g-MAH(马来酸酐接枝聚乙烯)、SEBS-g-MAH(马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)对复合材料力学性能均有改善作用。偶联剂的加入对复合材料力学性能有不同程度的影响。本专利技术制备的高性能中药药渣纳米纤维/塑料复合材料可以用在纤维素纳米纤维以纤维素为原料，原料来源丰富，成本低廉，而且可再生，可生物降解，属于典型的生物环保材料。纤维素纳米纤维具有纳米尺度，高长径比，力学性能特别优异，而且由于去除了木质素和大部分半纤维素，它的热性能也有所提高。因此，纤维素纳米纤维是作为复合材料增强体的理想选择。与同类材料相比本材料有好的抗张、抗冲击能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法，按如下步骤进行：一种高性能的中药药渣纳米纤维素/塑料复合材料的制备方法，按如下步骤进行：(1)将一定量的中药药渣粉碎，用乙醇：甲苯按照体积比1:2的组成的混合溶液，以料液比1：20(质量比)混合后，在索氏提取器中120℃进行48小时抽提处理。(2)将步骤1得到的产物进行真空抽滤，将滤渣放在通风橱中自然干燥24h。(3)将步骤2处理后的滤渣分散于浓度为3wt％的氢氧化钾水溶液中，料液比为1:50(质量比)；90℃水浴下，搅拌反应2h。反应结束后，真空抽滤，将滤渣用蒸馏水反复过滤清洗，直到水洗液的pH值到7为止。(4)将步骤3处理后的滤渣放入烘箱中45℃恒温下干燥24小时。(5)将步骤4处理过的滤渣放入连续式蒸汽爆破机中，在200℃，1.5MPa下进行6min蒸汽爆破，得到纳米纤维。(6)将纳米纤维在烘箱50℃干燥12小时，在超微粒粉碎机中以1500rpm的转速旋转3小时磨细，最后用高压均质器在1000bar处理90min，最后真空抽滤。(7)将步骤6处理后的纳米纤维放入烘箱中，85℃恒温下干燥12小时。(8)将干燥后的纳米纤维、相容剂POE-g-Si(硅烷接枝乙烯-1-辛烯共聚物)
与热塑性塑料PP(聚丙烯)按照质量比1：0.12：1混合均匀后，通过叶片挤出机制备复合材料，叶片挤出机的四段加工温度分别为115℃(一区)、125℃(二区)、135℃(三区)、130℃(四区)，四段的转速均为20r/min。本专利技术的有益效果是通过化学预处理和物理方法蒸汽爆破处理药渣，使植物中纤维组分发生解离及降解。降解后的纳米纤维素与塑料形成药渣纳米纤维素/塑料复合体。随着加工温度升高，药渣纳米纤维复合体系在熔融塑化输运过程中的流动性变好，纳米纤维在PP基体中的分散性得到提高，纳米纤维与基体的接触更容易，能够很好地被基体浸润和包覆，而且纳米纤维的磨损减少，纳米纤维更容易取向，所以得到的复合材料在受到外力的作用时，PP基体将外力传递到纤维，纤维能够很好地将能量传递到周围的基体以及纤维，同时消耗部分能量，从而起到一个很好的应力传递作用，发挥出纤维对基体的增强增韧效果，提高复合材料的力学性能。实现了药渣的废弃物的重新利用的新途径。附图说明图1为本专利技术的药渣纳米纤维/回收塑料制备技术路线图；图2为现有的药渣纳米纤维/回收塑料制备中索氏提取法装置图；图3为现有的叶片挤出机挤压系统三维效果图；图4为化学—机械法处理后的中药渣纳米纤维。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述：先购得如下原料：小花盾叶薯蓣经提取薯蓣皂素后的药渣(含有粗纤维34.1％)(80℃条件下干燥8h)、山芝麻根药渣、PP(聚丙烯)(80℃条件下干燥8h)分别可用kg和g作重量单位，本实施例用g作重量单位。实施例1：本实施例以山芝麻根药渣为例，制备高韧性的中药药渣纳米纤维素/塑料复合材料，按如下步骤进行：(1)将一定量的山芝麻根药渣粉碎，用乙醇：甲苯按照体积比1:2的组成的混合溶液，以料液比1：20(质量比)混合后，在索氏提取器中120℃进行48小时抽提处理。(2)将步骤1得到的产物进行真空抽滤，将滤渣放在通风橱中自然干燥24h。(3)将步骤2处理后的滤渣分散于浓度为3wt％的氢氧化钾水溶液中，料液比为1:50(质量比)；90℃水浴下，搅拌反应2h。反应结束后，真空抽滤，将滤渣用蒸馏水反复过滤清洗，直到水洗液的pH值到7为止。(4)将步骤3处理后的滤渣放入烘箱中45℃恒温下干燥24小时。(5)将步骤4处理过的滤渣放入连续式蒸汽爆破机中，在200℃，1.5MPa下进行6min蒸汽爆破，得到纳米纤维。(6)将纳米纤维在烘箱50℃干燥12小时，在超微粒粉碎机中以1500rpm的转速旋转3小时磨细，最后用高压均质器在1000bar处理90min，最后真空抽滤。(7)将步骤6处理后的纳米纤维放入烘箱中，85℃恒温下干燥12小时。(8)将干燥后的山芝麻根药渣、相容剂P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)将一定量的中药药渣粉碎，用乙醇：甲苯按照体积比1:2的组成的混合溶液，以料液比1：20(质量比)混合后，在索氏提取器中120℃进行48小时抽提处理。(2)将步骤1得到的产物进行真空抽滤，将滤渣放在通风橱中自然干燥24h。(3)将步骤2处理后的滤渣分散于浓度为3wt％的氢氧化钾水溶液中，料液比为1:50(质量比)；90℃水浴下，搅拌反应2h。反应结束后，真空抽滤，将滤渣用蒸馏水反复过滤清洗，直到水洗液的pH值到7为止。(4)将步骤3处理后的滤渣放入烘箱中45℃恒温下干燥24小时。(5)将步骤4处理过的滤渣放入连续式蒸汽爆破机中，在200℃，1.5MPa下进行6min蒸汽爆破，得到纳米纤维。(6)将纳米纤维在烘箱50℃干燥12小时，在超微粒粉碎机中以1500rpm的转速旋转3小时磨细，最后用高压均质器在1000bar处理90min，最后真空抽滤。(7)将步骤6处理后的纳米纤维放入烘箱中，85℃恒温下干燥12小时。(8)将干燥后的纳米纤维、相容剂POE‑g‑Si(硅烷接枝乙烯‑1‑辛烯共聚物)与热塑性塑料PP(聚丙烯)按照质量比1：0.12：1混合均匀后，通过叶片挤出机制备复合材料，叶片挤出机的四段加工温度分别为115℃(一区)、125℃(二区)、135℃(三区)、130℃(四区)，四段的转速均为20r/min。...
【技术特征摘要】
1.一种高韧性的中药药渣/塑料复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)将一定量的中药药渣粉碎，用乙醇：甲苯按照体积比1:2的组成的混合溶液，以料液比1：20(质量比)混合后，在索氏提取器中120℃进行48小时抽提处理。(2)将步骤1得到的产物进行真空抽滤，将滤渣放在通风橱中自然干燥24h。(3)将步骤2处理后的滤渣分散于浓度为3wt％的氢氧化钾水溶液中，料液比为1:50(质量比)；90℃水浴下，搅拌反应2h。反应结束后，真空抽滤，将滤渣用蒸馏水反复过滤清洗，直到水洗液的pH值到7为止。(4)将步骤3处理后的滤渣放入烘箱中45℃恒温下干燥24小时。(5)将步骤4处理过的滤渣放入连续式蒸...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭明，郑轶璐，曾楚楚，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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