一种天然纤维改性增强剂、增强剂制备方法、制备的复合材料及其复合材料制备方法技术

本发明专利技术公开了一种天然纤维改性增强剂，包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：20～40份、乳化剂：1～5份、溶剂：100份、纳米纤维素：10～50份。本发明专利技术的天然纤维感改性增强剂，可以提高材料整体的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种天然纤维改性增强剂、增强剂制备方法、制备的复合材料及其复合材料制备方法
本专利技术涉及一种高分子材料，更具体的说是涉及一种天然纤维改性增强剂、增强剂制备方法、制备的复合材料及其复合材料制备方法。
技术介绍
随着地球资源日益枯竭和环境污染逐渐加重，加快资源综合利用和开发生物基复合材料势在必行。纤维素是地球上广泛的资源，纤维素在木材、棉、麻、以及其他植物组织结构中作为增强相存在。当纤维素具有纳米尺度时，称为纳米纤维素(nano-cellulose)，其粒径一般在30～100nm之间，其比表面积很大，可以长期稳定地分散在溶剂体系形成准交替分散体系，在水中分散形成稳定的纳米纤维素胶体。纳米纤维素质轻、力学性能优异、透光性佳、生物降解性和可再生性也是其他增强材料无法与之相比的。普通有机聚合物膜片的杨氏模量一般在5GPa以下，而纯纳米纤维素制成干膜，其杨氏模量可超过140GPa，抗张强度117MPa，如此高的杨氏模量是由于纳米级超细纤维丝的高结晶度和纤维之间的强大拉力所造成的。纳米纤维素复合物的强度高，热膨胀系数低，透光率高，是一种真正的可再生、环境友好、性能优越的新型材料。由于纤维素具有分子内氢键，在与热塑性塑料进行加热混合时通常会聚集在一起，导致纤维素在塑料基体中不能均匀地分散，两者界面之间不能很好地结合，这使得应力在界面不能有效地传递，所制复合材料的影响复合材料的综合性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够均匀分散的天然纤维改性增强剂。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种天然纤维改性增强剂，包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：20～40份乳化剂：1～5份溶剂：100份纳米纤维素：10～50份。作为本专利技术的进一步改进：所述乳化剂为OP-10和吐温80的混合物。作为本专利技术的进一步改进：所述乳化剂为质量比为1∶1的OP-10和吐温80的混合物。作为本专利技术的进一步改进：所述溶剂为水。作为本专利技术的另一专利技术目的，提高一种天然纤维改性增强剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取氧化聚乙烯蜡、乳化剂加入三口瓶中，熔化后搅拌，低速搅拌下缓慢加入水，加完后100℃条件下保温搅拌30min，用氨水调节pH为8.5，停止加热，搅拌至室温即可，制成氧化聚乙烯蜡乳液备用；步骤二：然后取纳米纤维素悬浮液用高速分散器分散10min，把打散的纳米纤维素添加到氧化聚乙烯蜡乳液中，使纳米纤维素均匀分散在氧化聚乙烯蜡乳液中，得到分散液；步骤三：将分散液倒入冷冻干燥机的干燥盘上，冻干后得到得到增强剂，且改性剂呈絮状。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤一中加入的水为90℃的热水。作为本专利技术的另一专利技术目的，提供一种天然纤维改性增强剂制备的复合材料，包括下述重量份组成：高分子树脂：100份；增强剂：10～30份。作为本专利技术的进一步改进：所述高分子树脂采用HDPE。作为本专利技术的另一专利技术目的，提供一种复合材料的制备方法，将高分子材料和增强剂按比例用高速粉碎机混合1min，再将混合粉末在微型双螺杆挤出机180℃，循环模式下混炼10min，最后用微型注塑下制成复合材料。通过本专利技术的技术方案，含有纳米纤维素的增强剂，对于塑料的力学强度的增强有着明显的作用，通过氧化聚乙烯蜡、乳化剂的加入，在此中氧化聚乙烯蜡和乳化剂的作用相当于给纳米纤维素提供了载体，能够使得纳米纤维素和高分子材料的相容性更好，在进行加工的过程中，能够充分均匀地分布在高分子材料的分子结构中，在乳化剂的选择上选择OP-10和吐温80两者乳化剂的共同使用，这样可以带来更好的效果。同时，在实验数据中也可以的出，本申请技术方案的高分子材料，其断裂强度明显提高，并且结晶度也有很大程度的提高，这也说明增强剂和高分子材料本体的相容性较好，整体分散较为均匀。从而，在很大程度上保证了材料不会发生局部效果较好以及局部效果较差的不稳定现象，从而导致材料整体效果不佳的问题。具体实施方式实施例一：一种天然纤维改性增强剂，包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：20份乳化剂：3份溶剂：100份纳米纤维素：50份。所述乳化剂为OP-10和吐温80的混合物。所述乳化剂为质量比为1∶1的OP-10和吐温80的混合物。所述溶剂为水。一种天然纤维改性增强剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取氧化聚乙烯蜡、乳化剂加入三口瓶中，熔化后搅拌，低速搅拌下缓慢加入水，加完后100℃条件下保温搅拌30min，用氨水调节pH为8.5，停止加热，搅拌至室温即可，制成氧化聚乙烯蜡乳液备用；步骤二：然后取纳米纤维素悬浮液用高速分散器分散10min，把打散的纳米纤维素添加到氧化聚乙烯蜡乳液中，使纳米纤维素均匀分散在氧化聚乙烯蜡乳液中，得到分散液；步骤三：将分散液倒入冷冻干燥机的干燥盘上，冻干后得到得到增强剂，且改性剂呈絮状。所述步骤一中加入的水为90℃的热水。种天然纤维改性增强剂制备的复合材料，包括下述重量份组成：高分子树脂：100份；增强剂：30份。所述高分子树脂采用HDPE。一种复合材料的制备方法，将高分子材料和增强剂按比例用高速粉碎机混合1min，再将混合粉末在微型双螺杆挤出机180℃，循环模式下混炼10min，最后用微型注塑下制成复合材料。实施例二：一种天然纤维改性增强剂，包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：30份乳化剂：3份溶剂：100份纳米纤维素：50份。所述乳化剂为OP-10和吐温80的混合物。所述乳化剂为质量比为1∶1的OP-10和吐温80的混合物。所述溶剂为水。一种天然纤维改性增强剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取氧化聚乙烯蜡、乳化剂加入三口瓶中，熔化后搅拌，低速搅拌下缓慢加入水，加完后100℃条件下保温搅拌30min，用氨水调节pH为8.5，停止加热，搅拌至室温即可，制成氧化聚乙烯蜡乳液备用；步骤二：然后取纳米纤维素悬浮液用高速分散器分散10min，把打散的纳米纤维素添加到氧化聚乙烯蜡乳液中，使纳米纤维素均匀分散在氧化聚乙烯蜡乳液中，得到分散液；步骤三：将分散液倒入冷冻干燥机的干燥盘上，冻干后得到得到增强剂，且改性剂呈絮状。所述步骤一中加入的水为90℃的热水。种天然纤维改性增强剂制备的复合材料，包括下述重量份组成：高分子树脂：100份；增强剂：30份。所述高分子树脂采用HDPE。一种复合材料的制备方法，将高分子材料和增强剂按比例用高速粉碎机混合1min，再将混合粉末在微型双螺杆挤出机180℃，循环模式下混炼10min，最后用微型注塑下制成复合材料。实施例三：一种天然纤维改性增强剂，包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：40份乳化剂：1份溶剂：100份纳米纤维素：30份。所述乳化剂为OP-10和吐温80的混合物。所述乳化剂为质量比为1∶1的OP-10和吐温80的混合物。所述溶剂为水。一种天然纤维改性增强剂的制备方法，包括下述步骤：步骤一：称取氧化聚乙烯蜡、乳化剂加入三口瓶中，熔化后搅拌，低速搅拌下缓慢加入水，加完后100℃条件下保温搅拌30min，用氨水调节pH为8.5，停止加热，搅拌至室温即可，制成氧化聚乙烯蜡乳液备用；步骤二：然后取纳米纤维素悬浮液用高速分散器分散10min，把打散的纳米纤维素添加到氧化聚乙烯蜡乳液中，使纳米纤维素均匀分散在氧化聚乙烯蜡乳液中，得到分散液；步骤三：将分散液倒入冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然纤维改性增强剂，其特征在于：包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：20～40份乳化剂：1～5份溶剂：100份纳米纤维素：10～50份。

【技术特征摘要】
1.一种天然纤维改性增强剂，其特征在于：包括下述重量份组成：氧化聚乙烯蜡：20～40份乳化剂：1～5份溶剂：100份纳米纤维素：10～50份。2.根据权利要求1所述的一种天然纤维改性增强剂，其特征在于：所述乳化剂为OP-10和吐温80的混合物。3.根据权利要求1所述的一种天然纤维改性增强剂，其特征在于：所述乳化剂为质量比为1∶1的OP-10和吐温80的混合物。4.根据权利要求1所述的一种天然纤维改性增强剂，其特征在于：所述溶剂为水。5.如权利要求1至4所述的天然纤维改性增强剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤一：称取氧化聚乙烯蜡、乳化剂加入三口瓶中，熔化后搅拌，低速搅拌下缓慢加入水，加完后100℃条件下保温搅拌30min，用氨水调节pH为8.5，停止加热，搅拌至室温即可，制成氧化聚乙烯蜡乳液备用；步骤二：然后取纳米纤维素悬浮液用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，傅深渊，汪欢欢，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33