一种麦秸秆/塑料膜复合材料的制备工艺方法技术

本发明专利技术涉及的是一种麦秸秆/塑料膜复合材料的制备工艺方法，它是以麦秸秆纤维增强塑料膜的复合材料，采用复合处理法(先物理或化学方法处理麦秸秆，再复合偶联剂法)对麦秸秆纤维进行表面处理，提高麦秸秆纤维与塑料基体的界面结合力，再通过熔融共混、模压成型等工艺制造麦秸秆/塑料膜复合材料。优点：与单纯使用偶联剂处理的麦秸秆/塑料膜复合材料相比，经复合处理的复合材料力学性能和抗吸湿吸水性能均得到明显提高；摩擦磨损性能优于单纯使用偶联剂处理麦秸秆制备的复合材料。针对包装塑料膜与农作物废弃物制备复合材料，在环境保护和资源再生循环利用方面具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是以麦秸杆纤维增强塑料膜(以聚丙烯为例)的复合材料，采用复合处理法对麦秸杆纤维进行表面处理，提高麦秸杆纤维与塑料基体的界面结合力，再通过熔融共混、模压成型等工艺制造麦秸杆/塑料膜复合材料，属于复合材料领域。
技术介绍
塑料膜广泛用于农业、包装材料、家庭日用品等方面，然而，塑料膜的大量使用造成了严重的“白色污染”，目前废弃塑料膜没有较好的回收再利用方法；我国是农业大国，农作物副产品的秸杆大量被废弃，利用率较低，因此塑料膜和秸杆的利用对环境保护和资源再生循环利用具有重要现实意义。但在人造板制造中，无法解决麦秸杆不易黏结的缺点，这是由于麦秸杆表面有一层致密、光滑的疏水性角质蜡状膜，阻碍了基体浸润到麦秸杆纤维 内部，使麦秸杆纤维与基体的相容性差，结合力低，而传统的单一表面处理不能达到良好的改性效果。因此采用复合处理法对麦秸纤维进行改性，并改进复合材料配方和制备工艺以提高麦秸杆/聚丙烯膜复合材料的力学性能和耐磨性能，扩大复合材料的用途。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种对麦秸纤维进行表面处理方法以提高纤维与基体的相容性，采用熔融共混的方法促进纤维在基体中的均匀分散，改进复合材料配方以提高麦秸杆/塑料膜复合材料的力学性能和耐磨性能，为塑料膜和麦秸杆的回收再利用提供新途径。本专利技术是通过以下技术方案实现的麦秸杆/塑料膜复合材料，主要成分包括麦秸杆、塑料膜(以聚丙烯膜为例)、偶联剂、脱模剂，其组分为质量比):麦秸杆20% 65%、偶联剂I 5%、塑料膜40% 80%，脱模剂I % 5%;麦秸杆要求未霉变腐烂，用高速粉碎机将其粉碎至40目 100目，干燥到含水率为3 5% ;聚丙烯为薄膜；所述偶联剂为硅烷偶联剂，脱模剂为硬脂酸锌。麦秸杆/塑料膜复合材料的制造工艺为了提高麦秸杆纤维和塑料基体的相容性，本专利技术采用物理、化学法加偶联剂复合处理方法对麦秸纤维表面进行处理，即先用NaOH、乙酸溶液浸泡、水热处理、蒸汽爆破和微波处理等分别预处理麦秸纤维表面，再用偶联剂进行处理。物理或化学方法能减少纤维表面羟基数目，偶联剂处理能使纤维与基体之间建立物理和化学键交联，从而提高纤维与基体的相容性。将所得的麦秸杆和塑料膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼温度160 180°C，时间4 8min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度170 185°C，压力为6 I5MPa,时间为10 Ιδπ η。本专利技术的优点在原料选择方面，目前纤维增强原料树脂基复合材料的研究较多，而针对包装塑料与农作物废弃物制备复合材料的产品较少。在人造板制造中，无法很好解决麦稻杆不易黏结的缺点，生产中对植物纤维不表面处理或只进行单一表面处理，纤维与基体的相容性差、结合力低。本专利技术可以很好的解决废塑料膜的污染和秸杆的有效利用问题，并通过复合处理方法和混炼工艺，有效提高麦秸杆纤维和塑料基体的相容性，充分发挥麦秸杆纤维在基体中的增强作用。用麦秸杆和塑料膜为原料制造技术上可行，经济上实用合算，市场性价比高的复合材料，节约耕地，在环境保护和资源再生循环利用方面具有重要的现实意义。麦秸杆/塑料膜复合材料测试表明麦秸杆经复合处理后，表面变粗糙，纤维束增力口，秸杆纤维和塑料基体的界面黏合性得到改善。与单纯使用偶联剂处理的麦秸杆/塑料膜复合材料相比，经复合处理的复合材料力学性能(拉伸强度、弯曲强度和弹性模量)和抗吸湿吸水性能均得到明显提高；在耐磨性试验中，摩擦磨损性能优于单纯使用偶联剂处理 麦稻杆制备的复合材料。附图说明图I是本专利技术的制备工艺流程图。具体实施例方式实施例1，用质量分数为5%的NaOH溶液将麦秸杆粉浸泡48h，再漂洗至pH试纸测试呈中性，烘干；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比I : 5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸杆粉充分均匀浸润后取出，105°C干燥。将复合处理后的麦秸杆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均勻分散，混炼前棍温度175°C,后棍温度165°C,时间5 7min,混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180°C，压力为12. 5MPa，时间为12min。实施例2，用质量分数为5%的乙酸溶液将麦秸杆粉浸泡48h，再漂洗至pH试纸测试呈中性，烘干；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比I : 5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸杆粉充分均匀浸润后取出，105°C干燥。将复合处理后的麦秸杆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均勻分散，混炼前棍温度175°C,后棍温度165°C,时间5 7min,混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180°C，压力为12. 5MPa，时间为12min。实施例3，将麦秸杆粉置于去离子水的恒温锅内蒸煮，温度90°C，时间2h，取出晾干，105°C烘干；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比I : 5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸杆粉充分均匀浸润后取出，105°C干燥。将复合处理后的麦秸杆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼前辊温度175°C，后辊温度165°C，时间5 7min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180°C，压力为12. 5MPa，时间为12min。实施例4，将麦秸杆截成10 50mm截段，置于汽爆罐中，汽爆压力为O. 6MPa，维压20min，105°C烘干，高速粉碎机粉碎至80目；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比I 5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸杆粉充分均匀浸润后取出，105°C干燥。将复合处理后的麦秸杆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼前辊温度175°C，后辊温度165°C，时间5 7min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180°C，压力为12. 5MPa，时间为 12min。实施例5，将麦秸杆粉用去离子水浸泡12h，放入微波炉内，中火处理5次，2min/次。取出干燥；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比I : 5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸杆粉充分均匀浸润后取出，105°C干燥。将复合处理后的麦秸杆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼前辊 温度175°C，后辊温度165°C，时间5 7min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180°C，压力为12. 5MPa，时间为12min。以上已以较佳实施公开了本专利技术，然其并非用以限制本专利技术，凡采取等同替换或等效变换所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围内。权利要求1.一种麦秸杆/塑料膜复合材料的制备工艺方法，其特征在于采用复合处理法(先物理或化学方法处理麦秸杆，再复合偶联剂法)对麦秸杆纤维进行表面处理，提高麦秸杆纤维与塑料基体的界面结合力，再通过熔融共混、模压成型等工艺制造麦秸杆/塑料膜复合材料，特征组分为麦秸杆、塑料膜、偶联剂、脱模剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种麦秸秆/塑料膜复合材料的制备工艺方法，其特征在于：采用复合处理法(先物理或化学方法处理麦秸秆，再复合偶联剂法)对麦秸秆纤维进行表面处理，提高麦秸秆纤维与塑料基体的界面结合力，再通过熔融共混、模压成型等工艺制造麦秸秆/塑料膜复合材料，特征组分为麦秸秆、塑料膜、偶联剂、脱模剂，其组分为质量比(％)：麦秸秆20％～65％、偶联剂1～5％、塑料膜40％～80％，脱模剂1％～5％；麦秸秆40目～100目，干燥到含水率为3～5％；塑料为厚度＜1mm的薄膜；所述偶联剂为硅烷偶联剂，脱模剂为硬脂酸锌。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何春霞，于旻，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：