CN103862648A - 形成天然纤维聚合物复合物的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成天然纤维聚合物复合物的方法，包括如下步骤：向挤出机中引入聚合物、天然纤维和超临界流体以形成天然纤维聚合物混合物；以及在低于聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。该超临界流体可在聚合物引入挤出机之后引入挤出机。该超临界流体可在天然纤维引入挤出机之前或之后被引入挤出机。

Description

形成天然纤维聚合物复合物的方法

技术领域

本发明涉及形成天然纤维聚合物复合物的方法。

背景技术

聚合材料因质轻而被用于形成各种汽车部件。然而，为满足更严格的性能要求，需改善聚合物的机械性能。这些机械性能可包括刚度、尺寸稳定性、模量、热变形温度、阻隔性能、防锈及耐冲击性。机械性能的改善能够降低成品零件的零件厚度、重量及其制造时间，从而降低制造成本。改善聚合物的性能有多种途径，包括补充纤维而进行强化。以一种经济节能的方式生产机械性能合格且质轻的聚合材料仍然是一个挑战。

发明内容

本发明提供了一种形成天然纤维聚合物复合物的方法，包括如下步骤：向挤出机中引入聚合物、天然纤维和超临界流体以形成天然纤维聚合物混合物；以及在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。该超临界流体可在所述聚合物引入挤出机之后被引入挤出机。该超临界流体可在天然纤维引入挤出机之前或之后被引入挤出机。

该聚合物可以固体形式引入挤出机，并可如天然纤维聚合物混合物中所存在的那样熔化。该超临界流体可以小于关于聚合物的重量比的重量比引入挤出机。

优选地，引入步骤还包括在混合天然纤维之前，将聚合物与所述超临界流体混合以形成熔融的聚合物。

该方法还可包括在将天然纤维聚合物混合物自挤出机挤出之前对其进行冷却。这通过可在挤出物离开挤出机之前冷却天然纤维聚合物混合物来执行，挤出物包括聚合物、天然纤维以及SCF。该方法还可包括由天然纤维聚合物复合物形成天然纤维聚合物颗粒。

优选地，聚合物包括聚酰胺聚合物。

优选地，聚合物包括尼龙6聚合物、尼龙6,6聚合物、尼龙6,10聚合物以及尼龙11聚合物中的至少一种。

优选地，天然纤维聚合物混合物包括重量百分比少于10%的无机聚合物。

优选地，引入步骤还包括以基于所述天然纤维聚合物混合物的总重量的10%至70%的重量百分比将所述天然纤维引入所述挤出机。

优选地，天然纤维包括纤维素、大豆粉以及椰壳粉中的至少一种。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种方法，包括：向挤出机中引入聚合物、天然纤维和超临界流体以形成天然纤维聚合物混合物，所述超临界流体在所述聚合物之后以小于关于所述聚合物的重量比的重量比引入；以及在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出所述天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。

优选地，引入步骤还包括在所述天然纤维之后引入所述超临界流体。

优选地，引入步骤还包括在所述天然纤维之前引入所述超临界流体。

优选地，聚合物包括尼龙6聚合物、尼龙6,6聚合物、尼龙6,10聚合物以及尼龙11聚合物中的至少一种。

根据本发明的第三方面，本发明提供一种通过挤出机形成天然纤维聚合物复合物的方法，所述挤出机包括第一入口和沿着挤出方向位于所述第一入口下游的第二入口，所述方法包括：通过所述第一入口以单位为重量/小时的第一速率向所述挤出机引入聚合物；通过所述第二入口以小于所述第一速率的单位为重量/小时的第二速率向所述挤出机引入超临界流体；向所述挤出机引入天然纤维以形成包括所述聚合物、所述超临界流体和所述天然纤维的天然纤维聚合物混合物；以及在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出所述天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。

优选地，根据本发明的第三方面的方法，该方法还包括：在所述天然纤维聚合物复合物自所述挤出机挤出后，对所述天然纤维聚合物复合物进行冷却和固化以形成所述天然纤维聚合物复合物的颗粒。

附图说明

图1是描述形成天然纤维聚合物复合物的非限制性方法的流程图；

图2是描述形成天然纤维聚合物复合物的非限制性挤出方法的流程图；以及

图3是描述参照表2的产品的色彩外观。

具体实施方式

现将详细参考发明人已知的本发明的复合物、实施例及方法。然而，应当理解，公开的实施例仅为本发明的实例，其能够以多种替代形式实施。因此，本文公开的具体细节不应视为限定，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式实现本发明的代表性基础。

除非有明确表述，在本发明中所有表示材料的量或反应和/或使用的条件的数量当用“大约”修饰时应从最广泛意义上来理解。

一组或一类材料适合与本发明的一个或多个实施例关联的给定目的这种表述表示：该组或该类中的任意两种或多种材料的混合是合适的。化学术语中所描述的“成分”指加入到说明书中指定的任一化合物中时的成分，而不必须排除一旦混合后这些成分之间发生的化学反应。对缩略词的首字母或其它缩写的第一定义，适用于后续使用的所有相同缩写并对初始定义的缩写的正常语法变形已做必要修正。除非作出明确相反的表述，对属性的计量由之前或之后的同一属性所参考的同一技术所决定。

天然纤维强化的热塑性塑料是一种相对于玻璃和矿物强化的热塑性塑料更环境友好的替代方式。此外，天然纤维强化的热塑性塑料通常要比玻璃和矿物强化的复合物重量轻。强化的热塑性塑料材料可通过熔体挤出来形成，其中，热塑性塑料在挤出机中变为熔融状态，强化纤维或颗粒通过筒内的螺杆的剪切而混合。然而，在挤压和注塑成形过程中，热塑性塑料的高熔化温度会使天然纤维降解，同时会产生汽车内饰和其它外观应用所无法接受的气味和颜色。

在一个或多个实施例中，本发明有利地提供了一种形成天然纤维聚合物复合物的方法，该方法包括利用超临界流体（SCF）来降低加工温度，继而可限制热降解的程度。当超临界流体混合到处于熔融状态的热塑性树脂之中时，该树脂的粘性和/或熔点会因超临界流体的膨胀而降低，其中，超临界流体充当溶剂。这使得引入超临界流体后的区域的加工温度得以降低并允许在显著低于一般范围的温度下进行加工。对很多热塑性树脂来说，可获得的温度也将低于天然材料的热稳定性。

根据一个实施例，提供了一种形成天然纤维聚合物复合物（NFPC）的方法，该材料可用于形成汽车部件。如图1和图2所示，形成聚合物制品的方法一般在100处示出。正如将在本文其它地方详细描述的，方法100允许通过挤出的方式形成天然纤维聚合物复合物，其中挤出温度可以低于形成聚合物制品的聚合物材料的熔点。因此，通过使用超临界流体来实现在比通常低的低挤出温度下应用高熔点聚合物。使用高熔点聚合物使得能够选用更多种聚合物，然而，至少就形成天然纤维聚合物复合物而言，对这些高熔点聚合物中的某种的使用通常并不是容易获得的。

在步骤102中，通过入口208向挤出机200提供诸如固体聚合物材料。该固体聚合物材料可以是一种或多种具有任意合适几何形状的聚合物颗粒。该方法尤其适用于需要相对较高的温度来熔化并且在这种相对较高温下向熔化的聚合物材料直接添加天然纤维会产生难闻气味的固体聚合物材料。

聚合物材料可包括一种或多种热塑性聚合物。这种聚合物材料的非限制实例包括：诸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃；诸如聚己内酰胺（尼龙6）、聚（己二酰己二胺）（尼龙6,6）、聚（癸二酸亚己基酯）（尼龙6,10）以及聚（十乙烯基酰胺）（尼龙11）的聚酰胺（尼龙）；聚氯乙烯；诸如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的聚酯；含氟聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯；聚碳酸酯；聚苯硫醚（PPS）等。

本发明在一个或多个实施例中提供了主要由高熔点聚合物形成聚合复合物的方法，至少由于这些高熔点聚合物通常要求的熔化温度基本与某些常规方法不兼容等原因，这种高熔点聚合物无法适应这些常规方法。为此，固体聚合物材料可包括少于10%重量百分比且熔化温度不大于185、175、175或155摄氏度的低熔点聚合物。这些低熔点聚合物的非限制实例包括聚丙烯和聚乙烯。在某些情况下，该固体聚合物材料包括尼龙6和尼龙6,6中的至少一种。

在步骤104中，步骤102中所提供的固体聚合物材料经受高温而熔化形成熔融聚合物材料。该步骤可在挤出机200的区段202处执行。

在步骤106中，引入超临界流体，该超临界流体将最终流入熔融聚合物材料并与之接触。该超临界流体可在位于区段202下游的区段204处被引入挤出机200。

该超临界流体可以任意合适的重量比引入，并可根据熔化过程是否发生在熔化挤出中或注塑成形中而改变。例如，该超临界流体可相对该聚合物以不小于0.5%、1.0%、1.5%、2.5%或5%以及不大于20%、15%、10%和7.5%的重量比引入。在某些具体实例中，该超临界流体可相对该聚合物以0.5%至5%、5%至20%、5%至15%、5%至10%或10%至20%的重量百分比引入。

该超临界流体在高于其临界温度和临界压力时可以液体形式存在并兼具液体、气体的特性。在不受限于任何具体理论的情况下，人们相信该超临界流体在处于其超临界条件时兼具能够穿透多种材料的气体特性和能够将材料溶解至其组分中的液体特性。该超临界流体的一个非限制实例为二氧化碳。该超临界流体的其它实例可包括甲烷、乙烷、氮气、氩气、一氧化二氮、烷基醇、乙丙烯、丙烷、戊烷、苯、吡啶、水、乙醇、甲醇、氨、六氟化硫、六氟乙烷、三氟甲烷和/或氯三氟甲烷。

尽管不希望受限于任何具体理论，人们相信该超临界流体的低粘性和高扩散性允许其在超临界条件下分布在天然纤维聚合物混合物中。这增加了聚合物材料的膨胀，从而降低了粘性和凝固点。

该超临界流体可包括近临界流体，近临界流体所具有的诸如压力或温度的参数与其临界条件下的压力或温度存在略微偏差。例如，二氧化碳的临界压力为73.8巴（bar），其临界温度为301K。对于氮气，其临界压力为33.999巴，其临界温度为126.15K。这些流体可具有压力低于其临界压力5巴至10巴且温度低于其临界温度5度至10度的近临界条件。处于近临界条件下的流体一般表现出尤其诸如增强的可压缩性以及低表面张力等特性。高于复合物的临界点的温度和压力被定义为“超临界”。所有这些条件定义了二氧化碳的超临界条件，借此，聚合物材料可溶解在超临界二氧化碳中。然而，针对其它超临界流体，可以应用其它的范围，而不背离本发明的精神或范围。对有超临界流体的微粒加压和加热可通过任何常规方式实现。

使用超临界流体的好处还在于，最终聚合物产品的再循环能力被最大化。与此相反，由于残余的化学发泡剂和发泡剂副产品会造成可回收材料池的整体不均匀，所以化学发泡剂一般降低了聚合物再循环的吸引力。这是因为利用化学发泡剂成形的制品固有地包括残留的、未反应的化学发泡剂以及形成发泡剂的反应过程中产生的化学副产品。由于超临界流体通过诸如蒸发的方式离开最终的聚合物产品，最终的聚合物产品像化学发泡剂那样包含不希望的化学物质的可能性较小。就此而言，超临界流体可被视为物理发泡剂。多种物理发泡剂，诸如氦气、碳氢化合物、含氯氟烃、氮气和二氧化碳等中的任一种均可使用。

当使用二氧化碳作为超临界流体时，超临界二氧化碳可被引入挤出机200并与聚合材料快速形成单相溶液，该形成过程可通过将二氧化碳或其它发泡剂作为超临界流体射出，或者将二氧化碳以气体或液体的形式射出并允许挤出机内部的条件使发泡剂变为超临界状态，在多数情况下，该过程仅需几秒钟。超临界二氧化碳与聚合物材料以这种方式形成的单相溶液会具有很低的粘性，这有利于实现低温加工。

一旦引入挤出机200，超临界流体应被引导以使其向区段202的回流得以最小化或被禁止。

回过来参照图2，可使用温度控制装置230、232调整挤出机200内部的温度。例如，可使用装置230将挤出机200的区段202加热至聚合物材料熔化的温度。还例如，可使用装置232冷却挤出机200的区段206，以使天然纤维与聚合物材料以相对较低的温度混合。

可在超临界流体源236与入口238之间设置用于溶胀剂的压力和计量装置234。计量装置234可用于以本文别处指定的值计量超临界流体的质量，以控制挤出机内部的聚合物流中的溶胀剂的量，从而将溶胀剂保持在所需水平。

在步骤108中，降低聚合物混合物的温度。在不受限于任何具体的理论的情况下，人们相信当混合有超临界流体时，聚合物材料的粘性和熔化温度均降低至纯聚合物的这些值以下。因此，引起并维持聚合物熔化所需的外部能量较少。粘性和熔化温度的降低使得加工温度在步骤108中大幅降低至其它方式的标准/一般的加工温度以下，甚至是纯聚合物熔化温度以下。术语“大幅”表示温度减小至低于其它方式的标准/一般的加工温度或纯聚合物熔化温度至少10、20、30、40、50、60、70、80或高达90华氏度。给定复合物的熔化温度可通过任何合适的方法来确定。上述方法的一个非限制实例为差示扫描量热法（DSC）。

特定聚合物的标准/一般熔化温度和加工温度在下面的表1中列出。该标准/一般加工温度以范围值提供，其考虑到加工机器（如，挤出机）的不同区域的温度。在给定挤出机的给定区域内，标准/一般加工温度不应有很大变化。在具有本文于一个或多个实施例中详细描述的本发明的优势的情形下，对挤出机的该给定区域所维持的实际加工温度可降低至比表1所例示的标准/一般加工温度低至少10、20、30、40、50、60、70、80或90华氏度。当温度的降低已足够充分时，实际加工温度会低于纯聚合物自身的标准/一般熔化温度。

表1

以聚丙烯为例，在步骤108中的实际加工温度要比395至420华氏度的标准/一般加工温度低80华氏度，达到315至340华氏度的温度，该实际加工温度甚至低于聚丙烯的标准/一般熔化温度。换句话说，在本发明的一个或多个实施例中，聚丙烯可以低于其标准/一般熔化温度的温度进行加工。这意味着可主动将加工区域的温度降至给定的纯聚合物的标准/一般加工温度或熔化温度以下的温度，其中，在处于该降低的温度时，若不是具有本文所详述的一个或多个实施例中本发明的优点，给定的聚合物本来是不能进行加工的。

在步骤110中，可向从步骤108获得的相对较冷的聚合物混合物中加入天然纤维。加入天然纤维的过程可在区段202下游的区段206中进行。尽管区段206在图2中示出处于区段204的下游，然而这不是必须的。在某些情况下，超临界流体添加和天然纤维添加可在挤出机200的相同区段中进行。此外，天然纤维还可与固体聚合物同时添加。如果天然纤维最小程度地暴露于高温，则本发明在一个或多个实施例中最有效地限制天然纤维的降解。然而，通过使用SCF，不管何时引入天然纤维，即使很小益处也能获得。

在步骤112中，纤维聚合物复合物此后形成并由挤出机200的出口210挤出。

强化纤维可完全为可再生资源，尤其是可以为天然纤维。就此而言，诸如玻璃纤维、金属粉或陶瓷粉的非可再生纤维被排除在外，即使顺带引入，其重量占最终聚合物制品的总重的重量百分比也会少于10%、5%、1%、0.1%或0.05%。

天然纤维来自于诸如动物、植物的自然资源。这些天然纤维为有机的、可再生的天然纤维。一些天然纤维（如，蔬菜纤维）获自植物的不同部分。它们是大自然提供的现成资源。其包括蛋白质纤维（如，羊毛和蚕丝）和纤维素纤维（如，棉和亚麻）。

蔬菜纤维主要由纤维素组成，其非限制性实例包括棉、黄麻、亚麻、苎麻、剑麻和大麻。种子纤维获自于种子或果皮，例如棉和木棉。叶纤维获自于叶子，例如菲奎叶纤维、剑麻、香蕉和龙舌兰。韧皮纤维获自于包裹相应植物的茎干的外皮或内皮。果实纤维获自于植物的果实，例如椰壳纤维。植物纤维获自于植物的茎秆，包括小麦、水稻和大麦的秸秆、竹子、草以及水曲柳。

动物纤维可包括蛋白质，如胶原蛋白、角蛋白和丝蛋白，其非限制性实例包括蚕丝、腱、羊毛、肠线、安哥拉山羊毛、马海毛以及羊驼毛。

在某些情况下，天然纤维包括大豆纤维，其包括大豆粕、大豆粉和大豆皮中的至少一种。大豆粕指自大豆薄片中溶剂萃取油后剩余的物质，其包括一定百分比的大豆蛋白质。“粕”可利用湿蒸汽“烘烤”并在锤磨机中研磨。大豆粉指脱脂大豆，并且是制造大豆浓缩剂和大豆分离蛋白的原材料。大豆粉可通过传统方法制造。尤其，脱脂大豆粉获自溶剂萃取后薄片并包含少于1%的油。

该聚合材料还可包括一种或多种无机填充物。无机填充物的非限制性实例为炭黑、云母、滑石、硅石、碳酸钙、绢云母、氧化铝、碳酸镁、氧化钛、粘土、滑石、氧化镁以及氢氧化铝。

该聚合物材料可能不包括任何大量的无机聚合物，这些无极聚合物例如具有不包括碳原子的框架结构的无机聚合物。该无机聚合物的非限制性实例包括Si、S、N、P和/或B。

现已大体描述了本发明的几个实施例，通过参考本文所提供的特定的具体实例可进一步理解本发明，这些实例仅用作示例目的，除非另有描述，这些实例不用于限定目的。

实例

在混合过程中，采用具有Maddock混合区段的单螺杆挤出机。固体颗粒状的聚合物材料连同天然纤维被导入挤出机，作为超临界流体的超临界CO₂在用于聚合物颗粒的入口的下游被导入。该超临界流体以5%至20%重量百分比的比率导入，该比率定义为超临界流体的重量相对聚合物颗粒和天然纤维的混合材料的总干重的比重。该混合过程可以串联工艺（in-lineprocess）进行，即，连续进料且经混合的混合材料被连续获取并从挤出机移除。就此而言，5%至20%重量百分比的比率可被定义为：超临界流体的重量相对于自挤出机挤出的天然纤维热塑性复合物的重量。

用于估测的聚合物材料为包含20%纤维的聚丙烯。试验中用到的三种不同类型的天然纤维为纤维素、大豆粉和椰壳粉。

下面的表2中列出了聚丙烯与椰壳粉的混合条件。

表2

如表2所示，第一排标题为“控制”的一列为熔化挤出过程中未使用超临界流体的对照组中的参数；第一排标题为“带有SCF的样本”的一列为熔化挤出过程中使用了超临界流体的对照组中的参数。在“带有SCF的样本”组中，以0.4lbs/hr的速率施加超临界流体，而以8.8lbs/hr的速率施加包括聚合物颗粒和天然纤维的固体物质。因此，相对于天然纤维和聚合物的固体重量以5wt%的重量百分比施加超临界流体。

如表2进一步示出的，在超临界流体被引入的下游区域，即区域5、区域6、夹紧区、接头区以及模具区，加工温度大幅降低。例如，在区域5，加工温度由375°F下降至307°F，后者低于所使用的聚合物（即，聚丙烯）的熔化温度。这点非常重要，因为维持挤出机筒内部的相对较低的加工温度所需的能量减小了。

色彩评价可通过目视检查来进行。下面的表3中描述了色彩的分级，其中，色移与纯聚合物对照。

表3

图3示出聚丙烯纤维素复合物未经超临界流体处理时具有3级色彩而经过超临界流体处理时具有1级色彩，聚丙烯大豆粉复合物未经超临界流体处理时具有5级色彩而经过超临界流体处理时具有3级色彩，聚丙烯椰壳复合物未经超临界流体处理时具有5级色彩而经过超临界流体处理时具有3级色彩。

图3示出的这些结果表明，当使用超临界流体时，天然纤维聚合物复合物在熔化加工后色移相对较小。在这些实例中，纯聚丙烯受到诸如椰壳粉、大豆粉和纯化纤维素纤维的天然纤维强化。纯聚丙烯为无色半透明的。当混合了椰壳粉、大豆粉或纯化纤维素后，该复合物不仅呈现出天然纤维材料的颜色，还因纤维的降解而变暗。当使用超临界流体加工时，温度的降低导致较少纤维降解并因此使得复合材料着色更浅。未经超临界流体处理的椰壳粉和聚丙烯复合物具有深褐色，而经过超临界流体处理的复合物具有中褐色。

美国专利申请序列号：US13/710534(相关文件备审案件目录标识为83236028/FMC4078PUS)与在此公开和要求保护的方法相关，其全部内容结合于此作为参考。

虽然已详细描述了执行本发明的最好方式，本领域的技术人员应当理解，可有各种替代设计和实施例来实现本发明，本发明由附属权利要求所限定。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

向挤出机中引入聚合物、天然纤维和超临界流体以形成天然纤维聚合物混合物；以及

在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出所述天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在所述聚合物之后引入所述超临界流体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在所述天然纤维之后引入所述超临界流体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在所述天然纤维之前引入所述超临界流体。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在混合所述天然纤维之前，将所述聚合物与所述超临界流体混合以形成熔融的聚合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括以固体形式引入所述聚合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括以小于关于所述聚合物的重量比的重量比将所述超临界流体引入所述挤出机。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括在挤出步骤之前冷却所述天然纤维聚合物混合物。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述天然纤维聚合物复合物形成天然纤维聚合物颗粒。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物包括聚酰胺聚合物。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物包括尼龙6聚合物、尼龙6,6聚合物、尼龙6,10聚合物以及尼龙11聚合物中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述天然纤维聚合物混合物包括重量百分比少于10%的无机聚合物。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引入步骤还包括以基于所述天然纤维聚合物混合物的总重量的10%至70%的重量百分比将所述天然纤维引入所述挤出机。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述天然纤维包括纤维素、大豆粉以及椰壳粉中的至少一种。

15.一种方法，包括：

向挤出机中引入聚合物、天然纤维和超临界流体以形成天然纤维聚合物混合物，所述超临界流体在所述聚合物之后以小于关于所述聚合物的重量比的重量比引入；以及

在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出所述天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在所述天然纤维之后引入所述超临界流体。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述引入步骤还包括在所述天然纤维之前引入所述超临界流体。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述聚合物包括尼龙6聚合物、尼龙6,6聚合物、尼龙6,10聚合物以及尼龙11聚合物中的至少一种。

19.一种通过挤出机形成天然纤维聚合物复合物的方法，所述挤出机包括第一入口和沿着挤出方向位于所述第一入口下游的第二入口，所述方法包括：

通过所述第一入口以单位为重量/小时的第一速率向所述挤出机引入聚合物；

通过所述第二入口以小于所述第一速率的单位为重量/小时的第二速率向所述挤出机引入超临界流体；

向所述挤出机引入天然纤维以形成包括所述聚合物、所述超临界流体和所述天然纤维的天然纤维聚合物混合物；以及

在低于所述聚合物自身的标准熔化温度的温度下，挤出所述天然纤维聚合物混合物以形成天然纤维聚合物复合物。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在所述天然纤维聚合物复合物自所述挤出机挤出后，对所述天然纤维聚合物复合物进行冷却和固化以形成所述天然纤维聚合物复合物的颗粒。

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