CN103602090A - 一种秸秆与热固性树脂复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种秸秆与热固性树脂复合物及其制备方法，本发明涉及热固性树脂复合物及其制备方法。本发明是要解决现有的热固性树脂复合物中增强体价格昂贵，不利于热固性树脂基复合物的推广应用的问题，该复合物是将秸秆与热固性树脂通过化学链-O-Si-R-结合在一起；方法：将秸秆烘干后，浸渍浸润剂溶液，烘干，然后再将秸秆粉加入到热固性树脂混合物中混合均匀，然后固化成型，得到秸秆与热固性树脂复合物。秸秆的纤维中含有大量羟基，通过浸润剂处理，在秸秆的表面形成反应官能团，增强秸秆表面能及其与树脂之间的浸润性，同时还与树脂形成化学键，增强秸秆与树脂之间的界面结合力，制备方法简单。可用于体育器材、建筑、交通运输、机械电器领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸秆和热固性树脂复合物及其制备方法。
背景技术
我国农民对作物秸秆的利用有悠久的历史，只是由于从前农业生产水平低、产量低，秸秆数量少，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都闲置在田地里。随着农业生产的发展，我国粮食产量大幅提高，秸秆数量也多，加之省柴节煤技术的推广，烧煤和使用液化气的普及，使农村中有大量富余秸秆。据统计，我国大部分农村地区秸秆利用效率低，仅为25%，其余大量秸秆仍被焚烧。秸秆焚烧不仅造成环境污染，而且秸秆焚烧带来的烟尘已经成为诱发交通事故、影响航运、影响人的身体健康的主要因素。将秸秆进行资源化利用，不但能缓解能源及资源短缺，还可以解决因秸秆焚烧带来的环境污染，减少温室气体排放。目前，利用秸秆制备树脂基复合物已经有一些报道，但是，目前利用秸秆的复合物一般需要粉碎、碱处理，工艺繁琐，而且力学性能偏低，同时秸秆在复合物中所占比例偏低，制造的秸秆复合物附加值偏低，环保性不足。
热固性树脂基复合物具有比强度高、比模量大、性能可设计性强等诸多优点，广泛用于航空航天、体育器材、建筑、化学、交通运输、机械电器、电子工业及医疗、国防等领域。然而，热固性树脂本身脆性大、延伸率低、不易于成型，需要纤维等填充体进行增强、增韧。目前常用纤维包括碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、PBO纤维、石英纤维等价格昂贵，不利于热固性树脂基复合物的推广应用。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的热固性树脂基复合物的中增强体价格昂贵，不利于热固性树脂基复合物的推广应用的技术问题，而提供一种秸秆与热固性树脂复合物及其制备方法。
本发明的一种秸秆与热固性树脂复合物的结构表示为：A-O-Si-R-B，其中A表示秸秆，B表示热固性树脂，R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基或烷氧基。
上述的秸秆与热固性树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后烘干，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1wt%～1wt%；
三、将经步骤二处理的秸秆与热固性树脂混合物混合后模压成型，得到秸秆与热固性树脂复合物；其中热固性树脂混合物包括热固性树脂和固化剂。
其中步骤二中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液。其中的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，这些基团R与不同的基体树脂均具有较强的反应能力，式中X为能够水解的烷氧基，如甲氧基或乙氧基；
钛酸酯偶联剂通式为RO(4-n)Ti(OX-R’-Y)n，n=2或3；其中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的；OX-是羧基、烷氧基、磺酸基或磷基。
步骤三中所述的热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺、呋喃树脂或有机硅树脂；
秸秆中含有纤维素、半纤维素和木质素，纤维中含有大量的羟基，浸润剂也是含有羟基的物质，同时秸秆外表面含有的酯、蜡，本发明中先将秸秆压扁，破坏秸秆表面，再用浸润剂处理，在秸秆的表面及内部形成反应官能团。通过选择合适的偶联剂官能团，增强秸秆表面的表面能，同时增强其与热固性树脂之间的浸润性，并且，经过处理的秸秆裸露的官能团还可以与树脂形成化学键，进一步增强秸秆与树脂之间的界面结合。本发明的采用环氧树脂体系的秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为100～200MPa，弯曲强度为85～185MPa，层间剪切强度为75～145MPa，可在100℃的条件下长时间使用；本发明的采用酚醛树脂体系的秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为80～140MPa，弯曲强度为73～105MPa，层间剪切强度为58～97MPa，150℃下长时间使用；本发明的采用不饱和聚酯树脂体系秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为65～132MPa，弯曲强度为65～100MPa，层间剪切强度为70～120MPa，80℃下长时间使用。
本发明直接采用秸秆作为热固性树脂的增强体，在保证树脂基复合材料优异的性能前提下，大幅度降低树脂基复合材料的制造成本，有利于秸秆产品的再利用，也有利于树脂基复合材料热固性树脂基复合物具有比强度高、比模量大、性能可设计性强等诸多优点。可用于体育器材、建筑、交通运输、机械电器领域。
附图说明
图1是具体实施方式七中秸秆表面羟基与硅醇面生成氢键示意图；
图2是具体实施方式七中硅醇间形成氢键示意图；
图3是具体实施方式七中硅醇与秸秆之间进行醚化反应示意图；
图4是具体实施方式七中秸秆与环氧树脂之间的化学反应示意图：
图5是具体实施方式七中秸秆与环氧树脂复合物的结构示意图；
图6是具体实施方式八中秸秆与酚醛树脂之间的化学反应示意图；
图7是具体实施方式八中秸秆与酚醛树脂复合物的结构示意；
图8是具体实施方式九中秸秆与不饱和聚酯树脂之间的化学反应示意图；
图9是具体实施方式九中秸秆与不饱和聚酯树脂复合物的结构示意。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种秸秆与热固性树脂复合物的结构表示为：A-O-Si-R-B，其中A表示秸秆，B表示热固性树脂，R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基或烷氧基。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后烘干，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1wt%～1wt%；
三、将经步骤二处理的秸秆与热固性树脂混合物混合后模压成型，得到秸秆与热固性树脂复合物；其中热固性树脂混合物包括热固性树脂和固化剂。
其中步骤二中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
所述的硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，式中X为能够水解的烷氧基；如甲氧基或乙氧基；
所述的钛酸酯偶联剂通式为RO(4-n)Ti(OX-R’-Y)n，n=2或3；其中RO-是甲氧基或乙氧基，OX-是羧基、烷氧基、磺酸基或磷基。
秸秆中含有纤维素、半纤维素和木质素，纤维中含有大量的羟基；浸润剂中的硅烷偶联剂RSiX3的基团R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，这些基团与不同的基体树脂均具有较强的反应能力，式中X为能够水解的烷氧基，如甲氧基 或乙氧基；钛酸酯偶联剂RO(4-n)Ti(OX-R’-Y)n（n=2或3）中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，因此浸润剂为含有羟基的物质，本实施方式中先将秸秆用浸润剂处理，在秸秆的表面形成反应官能团。本实施方式通过选择合适的偶联剂官能团，增强秸秆表面的表面能，同时增强其与热固性树脂之间的浸润性，并且，经过处理的秸秆表面官能团还可以与树脂形成化学键，进一步增强秸秆与树脂之间的界面结合，从而提高复合物的层间剪切强度。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是烘干处理为连续烘干方式或间歇烘干方式，其中连续烘干方式是秸秆在输送带作用下连续通过烘干箱，烘干箱温度105～250℃；间歇烘干方式是将秸秆一次性放入烘箱中，烘箱温度100～250℃。其它与具体实施方式二相同。
本实施方式的烘干处理是为了保证秸秆与热固性树脂复合后的力学性能、界面性能的稳定。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是步骤三中所述的热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺、呋喃树脂或有机硅树脂。其他与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是步骤三中所述的热固性树脂混合物中还含有固化促进剂。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是步骤三中所述的热固性树脂混合物中还包含内脱模剂、着色剂、耐磨剂和防紫外线添加剂中的一种或其中几种的组合。其他与具体实施方式二至五之一相同。
本实施方式中的内脱模剂为硬脂酸的金属盐（如锌、钙、铝、镁等的金属盐）、有机酸的酯类（如硬脂酸环己酯、硬脂酸甘油脂）。内脱模剂的加入量为热固性树脂混合物质量的0.1%～1.5%。在压制成品时可提高料的流动性，并可从制品中析出，在制品和模具间形成隔离膜，使制品不易粘模。
本实施方式中的着色剂为有机颜料或无机颜料，用量为热固性树脂混合物质量的0.01%～0.2%，无机颜料是金属的氧化物、硫化物、硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐或炭黑；有机颜料为偶氮颜料、酞青颜料、杂环颜料、色淀颜料、染料、荧光增白剂或荧光颜料。
本实施方式中的耐磨剂为硬性耐磨剂或软性耐磨剂。用量为热固性树脂混合物质量的1%～3%。硬性耐磨剂为陶瓷粉或刚玉粉，起抗磨作用，在涂层中主要起骨架的作用；软性耐磨剂为铜粉、锌粉或石墨粉，主要起减磨作用，起减少摩擦副之间的摩擦力。
本实施方式中的防紫外线添加剂为钛白粉、云母、夜光粉或氧化铁红，用量为热固性树脂混合物质量0.1%～15%。
具体实施方式七：本实施方式的一种秸秆与环氧树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆表面涂覆环氧树脂混合物，然后放入模具中，在温度为100℃～150℃、压强为30～60MPa的条件下热压2～8h，得到秸秆与环氧树脂复合物；其中环氧树脂混合物按质量百分比由90%～95%的环氧树脂、3%～6%的咪唑和2%～4%的双氰胺组成；秸秆与环氧树脂混合物的质量的比为（0.7～2.2）：1。
本实施方式的化学反应过程如下：
(1)硅烷水解：
(2)秸秆表面羟基与硅醇面生成氢键如图1所示，同时，硅醇间形成氢键如图2所示：
(3)高温干燥，硅醇与秸秆之间进行醚化反应，如图3所示：
(4)处理后的秸秆与环氧树脂之间的化学反应，如图4所示：
本实施方式中采用环氧树脂与秸秆复合，得到的复合物的结构示意图如图5所示，经浸润剂溶液处理的秸秆表面含有多种官能团如：氨基、环氧基、烷氧基等，这些官能团可以提高秸秆表面能，增强其与环氧树脂之间的浸润性；同时这些官能团还可以直接参与环氧树脂固化反应，与环氧树脂基体形成共价键，极大的提高秸秆热固性树脂复合物界面性能。本实施方式的采用环氧树脂体系的秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为100～200MPa，弯曲强度为85～185MPa，层间剪切强度为75～145MPa，可在100℃的条件下长时间使用。
用以下试验1～2验证具体实施方式七的有益效果：
试验1、本试验的一种秸秆与环氧树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆放在烘干箱中，在温度为150℃的条件下烘干处理60min，使秸秆中水分的质量百分比为3%，然后将秸秆压扁；
二、将步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍处理10min；其中所述的浸润剂溶液是按体积百分比由1%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、5%的水和94%的乙醇组成的混合溶液；得到的秸秆中浸润剂的质量含量为0.5%；
三、将经步骤二处理的秸秆表面涂覆环氧树脂混合物；然后放入平板模具中，在平板热压机的温度为120℃、压强为50MPa的条件下热压1h，得到秸秆/环氧树脂复合物板材；其中环氧树脂混合物按质量百分比由93%的环氧树脂、4%的咪唑和3%的双氰胺组成；双氰胺是固化剂，咪唑为固化促进剂；秸秆与环氧树脂混合物的质量的比为1：1。
试验2、本试验做为试验1的对比试验，该试验的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆放在烘干箱中，在温度为150℃的条件下烘干处理60min；
二、将经步骤一处理的秸秆加入热固性树脂混合物中混合均匀，然后放入平板模具中，在平板热压机的温度为120℃、压强为50MPa的条件下热压1h，得到秸秆与环氧树脂复合物板材；其中热固性树脂混合物按质量百分比由93%的环氧树脂、4%的咪唑和3%的双氰胺组成；双氰胺是固化剂，咪唑为固化促进剂；秸秆与环氧树脂混合物的质量的比为1：1。
试验1与试验2相比，试验1对秸秆进行了在浸润剂溶液中浸渍处理，而试验2没有进行浸渍处理，其他的处理条件均相同，对试验1和试验2得到的板材进行性能测试，得到的结果如表1所示，
表1试验1和2得到的板材的性能结果
| 性能 | 试验1的板材（浸渍） | 试验2的板材（未浸渍） |
| 密度(g/cm3) | 1.3 | 1.3 |
| 拉伸强度(MPa) | 160 | 120 |
| 拉伸模量(GPa) | 28 | 16 |
| 弯曲强度(MPa) | 158 | 105 |
| 弯曲模量(GPa) | 17 | 10 |
| 层间界面剪切强度(MPa) | 130 | 72 |
[0065] 从表1可以看出，经浸润剂溶液中浸渍处理后得到的板材的强度性能大幅度提升。
具体实施方式八：本实施方式的一种秸秆与酚醛树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，得到的秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆加入酚醛树脂中混合均匀，然后放入模具中，在温度为150℃～220℃、压强为30～60MPa的条件下热压5～180min，得到秸秆与酚醛树脂复合物；其中酚醛树脂为热固性酚醛树脂，或者为热塑性酚醛树脂、乌洛托品和溶剂的混合物；热塑性酚醛树脂与溶剂的质量比为1：（1～2），乌洛托品的质量为热塑性酚醛树脂质量的10%～15%；溶剂为乙醇或丙酮；秸秆与酚醛树脂的质量的比为（0.7～2.2）：1。
本实施方式的化学反应过程如下：
(1)硅烷水解：
(2)秸秆表面羟基与硅醇面生成氢键如图1所示，同时，硅醇间形成氢键如图2所示：
(3)高温干燥，硅醇与秸秆之间进行醚化反应，如图3所示：
(4)处理后的秸秆与酚醛树脂之间的化学反应，如图6所示：
本实施方式中采用酚醛树脂与秸秆复合，得到的复合物的结构示意图如图7所示，秸秆中含有纤维素、半纤维素和木质素，纤维中含有大量的羟基；浸润剂中的硅烷偶联剂含有氨基、环氧基、烷氧基等基团，这些基团与不同的基体树脂均具有较强的反应能力，能与纤维表面羟基起反应。本实施方式中先将秸秆用浸润剂处理，在秸秆的表面形成反应官能团，通过选择合适官能团的偶联剂，不但可以增强秸秆表面的表面能，增强其与酚醛树脂树脂之间的浸润性，同时，部分官能团可以直接参与酚醛树脂固化反应，与热固性酚醛树脂基体形成共价键，进一步增强秸秆与酚醛树脂之间的界面结合，从而提高复合物的 层间剪切强度。本实施方式的采用酚醛树脂体系的秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为80～140MPa，弯曲强度为73～105MPa，层间剪切强度为58～97MPa，150℃下长时间使用；
用以下试验3和4验证具体实施方式八的有益效果：
试验3：本试验的一种秸秆与酚醛树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将水稻秸秆然后放在烘干箱中，在温度为130℃的条件下烘干处理40min；将水稻秸秆烘干至其中水分的质量百分比为4%；然后将秸秆压扁；
二、将经过烘干的水稻秸秆在浸润剂溶液中浸渍处理，然后在110℃的条件下烘干40min；得到的秸秆中浸润剂的质量含量为0.8%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由3%的偶联剂、3%的水和94%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的水稻秸秆加入到酚醛树脂混合物中混合均匀，然后放入平板模具中，在温度为170℃、压强为30MPa的条件下热压40min，得到秸秆与酚醛树脂复合物板材。其中酚醛树脂混合物为热塑性酚醛树脂、乌洛托品和乙醇的混合物；热塑性酚醛树脂与乙醇的质量比为1：1，乌洛托品的质量为热塑性酚醛树脂质量的12%；水稻秸秆与酚醛树脂的质量的比为1.2：1。
试验4：本试验为试验3的对比试验，该试验的一种秸秆与酚醛树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将水稻秸秆然后放在烘干箱中，在温度为130℃的条件下烘干处理40min；将水稻秸秆烘干至其中水分的质量百分比为4%；然后将秸秆压扁；
二、将经步骤一处理的水稻秸秆加入到酚醛树脂混合物中混合均匀，然后放入平板模具中，在温度为170℃、压强为30MPa的条件下热压40min，得到秸秆与酚醛树脂复合物板材。其中酚醛树脂混合物为热塑性酚醛树脂、乌洛托品和乙醇的混合物；热塑性酚醛树脂与乙醇的质量比为1：1，乌洛托品的质量为热塑性酚醛树脂质量的12%；水稻秸秆与酚醛树脂的质量的比为1.2：1。
对试验3和试验4得到的板材进行性能测试，得到的结果如表2所示。
表2试验3和4得到的板材的性能结果
| 指标名称 | 试验5的板材（浸渍） | 试验6的板材（未浸渍） |
| 密度(g/cm3) | 1.39 | 1.39 |
| 拉伸强度(MPa) | 129 | 84 |
| 弯曲强度(MPa) | 98 | 75 |
[0088]
| 层间界面剪切强度(MPa) | 76 | 34 |
通过试验3和4的对比可知，经过浸渍处理后，板材的性能都大幅度提高。150℃下长时间使用。
具体实施方式九：本实施方式的一种秸秆与不饱和聚酯树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆表面涂覆不饱和聚酯树脂溶液中混合均匀，然后放入模具中，在温度为80℃～220℃、压强为20～60MPa的条件下热压5～60min，得到秸秆与不饱和聚酯树脂复合物；其中不饱和聚酯树脂溶液由86%～93%的不饱和聚酯树脂、3%～4%的引发剂Ⅰ、1%～2%引发剂Ⅱ、1%～4%的促进剂Ⅰ和2%～4%的促进剂Ⅱ组成；其中引发剂Ⅰ为过氧化环乙酮的质量含量为50%的过氧化环乙酮二丁酯糊，引发剂Ⅱ为过氧化苯甲酰的质量量含量为50%的过氧化苯甲酰二丁酯糊，促进剂Ⅰ为萘酸铅的质量含量为6%的萘酸铅的苯乙烯溶液，促进剂Ⅱ为甲基苯胺的质量含量为10%的甲基苯胺的苯乙烯溶液；秸秆与不饱和聚酯树脂的质量的比为（0.7～2.2）：1。
本实施方式的化学反应过程如下：
(1)硅烷水解：
(2)秸秆表面羟基与硅醇面生成氢键如图1所示，同时，硅醇间形成氢键如图2所示：
(3)高温干燥，硅醇与秸秆之间进行醚化反应，如图3所示：
(4)处理后的秸秆与不饱和聚酯树脂的化学反应，如图8所示：
本实施方式中采用不饱和聚酯树脂与秸秆复合，得到的复合物的结构示意图如图9所示，经浸润剂处理的秸秆表面含有多种官能团（氨基、乙烯基、环氧基、烷氧基等）， 可以提高秸秆表面能，增强其与不饱和聚酯树脂之间的浸润性；同时，部分官能团可以直接参与不饱和聚酯树脂固化反应，与不饱和聚酯树脂基体形成共价键，极大的提高秸秆热固性树脂复合物界面性能。本实施方式的采用不饱和聚酯树脂体系秸秆与热固性树脂复合物的拉伸强度为65～132MPa，弯曲强度为65～100MPa，层间剪切强度为70～120MPa，80℃下长时间使用。
用以下试验5和6验证具体实施方式九的有益效果：
试验5：本试验的一种麦秸秆与不饱和聚酯树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将麦秸秆放在烘干箱中，在温度为120℃的条件下烘干处理20min，烘干后秸秆中水分的质量百分比为5%；然后将麦秸秆压扁；
二、将经步骤一处理的麦秸秆在浸润剂溶液中浸渍处理，然后在110℃的条件下烘干20min，得到的秸秆中浸润剂的质量含量为0.7%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由3%的乙烯基三乙氧基硅烷、3%的水和94%的乙醇组成的混合溶液；
三、将经步骤二处理的麦秸秆表面涂覆不饱和聚酯树脂溶液，然后加入平板模具中，在平板热压机上，在温度为100℃、压强为30MPa的条件下热压30min，得到秸秆与不饱和聚酯树脂复合物板材。其中不饱和聚酯树脂溶液由90%的不饱和聚酯树脂、3%的引发剂Ⅰ、2%引发剂Ⅱ、2%的促进剂Ⅰ和3%的促进剂Ⅱ组成；其中引发剂Ⅰ为过氧化环乙酮的质量含量为50%的过氧化环乙酮二丁酯糊，引发剂Ⅱ为过氧化苯甲酰的质量量含量为50%的过氧化苯甲酰二丁酯糊，促进剂Ⅰ为萘酸铅的质量含量为6%的萘酸铅的苯乙烯溶液，促进剂Ⅱ为甲基苯胺的质量含量为10%的甲基苯胺的苯乙烯溶液；麦秸秆与不饱和聚酯树脂的质量的比为1.5：1。
试验6：本试验为试验5的对比试验，本试验的一种秸秆与不饱和聚酯树脂复合物的制备方法按以下步骤进行：
一、将麦秸秆放在烘干箱中，在温度为120℃的条件下烘干处理20min，烘干后秸秆中水分的质量百分比为5%；然后将麦秸秆压扁；
二、将经步骤一处理的麦秸秆加入不饱和聚酯树脂溶液，然后放入平板热压机中，在温度为100℃、压强为30MPa的条件下热压30min，得到秸秆与不饱和聚酯树脂复合物板材；其中不饱和聚酯树脂溶液由90%的不饱和聚酯树脂、3%的引发剂Ⅰ、2%引发剂Ⅱ、2%的促进剂Ⅰ和3%的促进剂Ⅱ组成；其中引发剂Ⅰ为过氧化环乙酮的质量含量为50%的过氧化环乙酮二丁酯糊，引发剂Ⅱ为过氧化苯甲酰的质量量含量为50%的过氧化苯甲酰二丁酯糊，促进剂Ⅰ为萘酸铅的质量含量为6%的萘酸铅的苯乙烯溶液，促进剂Ⅱ为甲基苯胺的质量含量为10%的甲基苯胺的苯乙烯溶液；麦秸秆与不饱和聚酯树脂的质量的 比为1.5：1。
对试验5和试验6得到的板材进行性能测试，得到的结果如表3所示。
表3试验5和6得到的板材的性能结果
| 指标名称 | 试验5的板材（浸渍） | 试验6的板材（未浸渍） |
| 密度(g/cm3) | 1.34 | 1.34 |
| 拉伸强度(MPa) | 126 | 82 |
| 弯曲强度(MPa) | 96 | 71 |
| 层间界面剪切强度(MPa) | 88 | 63 |
通过试验5和6的对比可知，经过浸渍处理后，板材的性能都大幅度提高。80℃下长时间使用。
Claims (7)
1.一种秸秆与热固性树脂复合物，其特征在于该复合物的结构表示为：A-O-Si-R-B，其中A表示秸秆，B表示热固性树脂，R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基或烷氧基。
2.制备如权利要求1所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后烘干，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1wt%～1wt%；
三、将经步骤二处理的秸秆与热固性树脂混合物混合后模压成型，得到秸秆与热固性树脂复合物；其中热固性树脂混合物包括热固性树脂和固化剂；
其中步骤二中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求2所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法，其特征在于步骤一中烘干处理为连续烘干方式或间歇烘干方式，其中连续烘干方式是秸秆在输送带作用下连续通过烘干箱，烘干箱温度105～250℃；间歇烘干方式是将秸秆一次性放入烘箱中，烘箱温度100～250℃。
4.根据权利要求2所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法，其特征在于步骤三中所述的热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺、呋喃树脂或有机硅树脂。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆表面涂覆环氧树脂混合物，然后放入模具中，在温度为 100℃～150℃、压强为30～60MPa的条件下热压2～8h，得到秸秆与环氧树脂复合物；其中环氧树脂混合物按质量百分比由90%～95%的环氧树脂、3%～6%的咪唑和2%～4%的双氰胺组成；秸秆与环氧树脂混合物的质量的比为（0.7～2.2）：1。
6.根据权利要求2、3或4所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆加入酚醛树脂中混合均匀，然后放入模具中，在温度为150℃～220℃、压强为30～60MPa的条件下热压5～180min，得到秸秆与酚醛树脂复合物；其中酚醛树脂为热固性酚醛树脂，或者为热塑性酚醛树脂、乌洛托品和溶剂的混合物；热塑性酚醛树脂与溶剂的质量比为1：（1～2），乌洛托品的质量为热塑性酚醛树脂质量的10%～15%；溶剂为乙醇或丙酮；秸秆与酚醛树脂的质量的比为（0.7～2.2）：1。
7.根据权利要求2、3或4所述的一种秸秆与热固性树脂复合物的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将秸秆烘干至秸秆中水分的质量百分比≤5%；然后将秸秆压扁；所述的秸秆为麦秸秆或水稻秸秆；
二、将经步骤一处理的秸秆在浸润剂溶液中浸渍，然后在100～120℃的条件下烘干10min～60min，使秸秆中浸润剂的质量含量为0.1%～1%；其中所述的浸润剂溶液按体积百分比由0.5%～3%的偶联剂、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇组成的混合溶液；所述的偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；
三、将经步骤二处理的秸秆表面涂覆不饱和聚酯树脂溶液中混合均匀，然后放入模具中，在温度为80℃～220℃、压强为20～60MPa的条件下热压5～60min，得到秸秆与不饱和聚酯树脂复合物；其中不饱和聚酯树脂溶液由86%～93%的不饱和聚酯树脂、3%～4%的引发剂Ⅰ、1%～2%引发剂Ⅱ、1%～4%的促进剂Ⅰ和2%～4%的促进剂Ⅱ组成；其中引发剂Ⅰ为 过氧化环乙酮的质量含量为50%的过氧化环乙酮二丁酯糊，引发剂Ⅱ为过氧化苯甲酰的质量量含量为50%的过氧化苯甲酰二丁酯糊，促进剂Ⅰ为萘酸铅的质量含量为6%的萘酸铅的苯乙烯溶液，促进剂Ⅱ为甲基苯胺的质量含量为10%的甲基苯胺的苯乙烯溶液；秸秆与不饱和聚酯树脂的质量的比为（0.7～2.2）：1。
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