秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺，在螺杆挤出机中挤出时，纤维素被溶胀并部分降解、半纤维素降解成低聚糖、木质素被塑化并部分降解，同时塑化增容剂的反应前体在纤维素和木质素碎片以及纤维素和木质素及半纤维素降解产物的表面和分子链间原位发生反应，生成大分子的塑化增容剂，且塑化增容剂大分子链上的活性基团能够同时与纤维素和木质素碎片表面的官能团、纤维素和木质素及半纤维素降解产物分子链上的活性官能团和高分子材料大分子链上的活性官能团发生相互作用，得到秸秆/高分子复合材料。该工艺实现秸秆预处理、塑化并增容复合材料多重功效且制备的秸秆/高分子复合材料的力学性能优异。材料的力学性能优异。材料的力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺


[0001]本专利技术涉及秸秆/高分子复合材料制备领域，具体是一种秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺。

技术介绍

[0002]秸秆具有生长周期短、可降解、环境友好等方面优势。作为传统农业大国的中国，秸秆资源非常丰富。每年农作物收获后，大量的秸秆被露天焚烧或遗弃，不仅导致资源浪费，而且还造成了严重的环境污染。造成这一现象的原因主要在于，我国农作物秸秆的利用技术水平低、产品附加值小，导致企业和行业的积极性差。将农作物秸秆高值化利用，可在解决资源短缺问题的同时避免焚烧带来的环境污染。因此，基于绿色发展理念，研发环保高值化秸秆利用技术，是当今科学界研究的热点和未来发展的趋势之一。
[0003]秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。纤维素和半纤维素之间、纤维素内部分子之间靠氢键相连，形成庞大的氢键网络；半纤维素和木质素通过酯键、醚键等化学键连接形成网络结构，纤维素被包裹在里面。三者相互缠绕、错综复杂地交联在一起，形成致密稳定的立体三维结构，使得木质纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺，其特征在于，挤出前，使塑化增容剂的液态反应前体与秸秆颗粒混合，则小分子的塑化增容剂的反应前体能够进入到秸秆颗粒的纤维素、半纤维素和木质素的大分子链间；在螺杆挤出机中挤出时，物料在螺杆的旋转推动下向前运动，同时被剪切、挤压，并且在摩擦热和外加热源的共同作用下被加热，此时物料处于高温高压状态，塑化增容剂的反应前体和水蒸汽进一步进入到半纤维素、木质素和纤维素的无定形区和结晶区，纤维素被溶胀并部分降解、半纤维素被降解成低聚糖、木质素被塑化并部分降解，同时塑化增容剂的反应前体在纤维素和木质素碎片以及纤维素和木质素及半纤维素降解产物的表面和分子链间原位发生反应，生成大分子的塑化增容剂，且塑化增容剂大分子链上的活性基团能够同时与纤维素和木质素碎片表面的活性官能团、纤维素和木质素及半纤维素降解产物分子链上的活性官能团和高分子材料大分子链上的活性官能团发生相互作用，从而通过秸秆的原位改性和反应挤出塑化且增容的同时实现，得到秸秆/高分子复合材料。2.根据权利要求1所述的一种秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺，其特征在于，所述塑化增容剂的反应前体是羟甲基脲，所述塑化增容剂是尿素醛。3.一种秸秆/高分子复合材料的原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺，特征在于，包括以下步骤：（1）使计算量的甲醛和计算量的尿素混合均匀，调节体系pH，一定温度下反应一段时间，得到羟甲基脲溶液；加入一定量的秸秆颗粒，混合均匀后得到羟甲基脲/秸秆悬浮液；（2）将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚青，向阳，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：