CN104788889B - 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法 - Google Patents

一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104788889B
CN104788889B CN201510172370.8A CN201510172370A CN104788889B CN 104788889 B CN104788889 B CN 104788889B CN 201510172370 A CN201510172370 A CN 201510172370A CN 104788889 B CN104788889 B CN 104788889B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo
preparation
resin
bamboo pulp
pulp fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510172370.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104788889A (zh
Inventor
张秀梅
李剑飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LIU SENMEI
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201510172370.8A priority Critical patent/CN104788889B/zh
Publication of CN104788889A publication Critical patent/CN104788889A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104788889B publication Critical patent/CN104788889B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,步骤如下:1、竹浆纤维原料的准备;2、竹浆纤维大分子引发剂的制备;3、竹浆纤维接枝改性:在三口圆底烧瓶中加入N,N‑二甲基甲酰胺DMF,然后加入CuBr2,N‑N‑五甲基二乙烯基三胺PMDETA以及抗坏血酸VC,加入异戊二烯,加入引发剂,常温搅拌反应,产物经离子水、无水乙醇丙酮润洗抽滤,真空干燥;4、改性的竹浆纤维与树脂复合,制备复合材料。本发明的有益效果为:增强了复合材料的强度。本发明方法旨在克服两者结合性不足的缺陷,增强了复合材料的强度性能,减少了塑料的消耗,也缓解我国木塑类复合材料的压力,同时,对于塑料的回收利用也具有一定的积极意义。

Description

一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料的制备方法,具体涉及一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法。
背景技术
植物纤维材料由纤维素、半纤维素、木质素及有机抽提物组成,是一种不均匀的各向异性材料,因其表面含有丰富的极性醇羟基官能团,分子内或分子间存在很强的氢键作用,使植物纤维材料表面表现出强极性和亲水性,而塑料基体大多都是非极性、亲油性物质。因此,在木(竹)塑复合材料的制备中,极性的植物纤维与非极性的塑料基体之间不能很好地粘合,界面粘接力很小,微观上呈现非均相体系,显示出材料的性能较差。通过ATRP法接枝改性竹浆纤维,可以使其与塑料基体很好的结合在一起,制成的复合材料在各项性能(强度、热性能等)上都有很大提高。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述技术的不足,而提供一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,一种低成本、高效、制备工艺简单方便的竹塑复合材料的合成方法,解决了纤维与树脂基体的相容性问题,提高了复合材料的强度以及热学性能。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,该方法具体步骤如下:
(1)、竹浆纤维原料的准备:以硫酸盐法竹浆纤维为原料,将预先准备好的竹浆板撕碎,然后按照标准规范放入立式打浆机进行打浆,打浆过程每隔一段时间测量打浆度,最后制备打浆度为30、40或50三种规格的竹浆纤维,然后各自进行脱水处理,分别用自封袋冷藏保存;
(2)、竹浆纤维大分子引发剂的制备:取绝干浆为0.16g竹浆纤维放入解离器中进行解离分散,解离后的竹纤维经丙酮、四氢呋喃THF润洗真空抽滤后备用;将100ml的三口圆底烧瓶放入恒温水浴锅中,在圆底烧瓶中加入0.5g的4-二甲基氨基吡啶DMAP,取50ml的四氢呋喃THF放入烧瓶将4-二甲基氨基吡啶DMAP溶解,并加入1.5ml的三乙胺,然后充入氮气15min,将解离后的竹纤维撕碎放入三口烧瓶中并加入转子搅拌,待溶液均匀后,冰浴条件下逐滴加入1ml的2-溴异丁酰溴BIBB,密封封闭,然后将温度升高至60℃后搅拌反应24h;
(3)、竹浆纤维AGETATRP法接枝改性:在100ml三口圆底烧瓶中加入10ml的N,N-二甲基甲酰胺DMF,然后按照摩尔比1∶2∶3依次加入0.30mmol的CuBr2,0.60mmol的N-N-五甲基二乙烯基三胺PMDETA以及0.90mmol的抗坏血酸VC,搅拌均匀,加入0.1mol的异戊二烯,加入预先制备好的竹浆纤维大分子引发剂,密封后置于恒温水浴锅常温搅拌反应6h,产物经离子水、无水乙醇丙酮润洗抽滤,在60℃下真空干燥至恒重;
(4)、改性的竹浆纤维与树脂复合,制备复合材料:
(A)选用接枝改性的竹浆纤维、热固性树脂以及助剂A,竹浆纤维添加质量分数为总量的5%、10%、15%或20%用高速混合机混合均匀,助剂A添加质量分数为总量的3%,然后放入双棍开炼机或转矩流变仪中进行熔融共混,共混温度170-190℃,时间8min,冷却干燥后,放入塑料粉碎机中粉碎成颗粒状或粉末状,再放入相应的模具,用平板硫化机进行压板,温度170-190℃,时间10-15min,制成复合材料;
(B)竹浆纤维添加质量分数为5%、10%、15%或20%,分别与热塑性树脂及其助剂B通过高速混合机混合,助剂B添加质量分数为总量的3%,放入双螺杆挤出机挤出成型在160-190℃温度下制备相应的复合材料。
所述的四氢呋喃THF为分析纯THF。
所述的竹浆纤维选用打浆度为40规格的竹浆纤维。
所述的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂;热塑性树脂为聚苯乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
所述的助剂A包括增塑剂、固化剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,固化剂选用650聚酰胺树脂,增塑剂、固化剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
所述的助剂B包括增塑剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,增塑剂和润滑剂的质量比为1:1。
本发明的有益效果为:本发明为制备竹塑纤维复合材料提供一种新的方法,增强了复合材料的强度性能。竹浆纤维本身含有大量的极性羟基,而树脂基体是非极性的,两者相容性差,通过ATRP法接枝改性竹浆纤维,然后与基体树脂合成复合材料,本发明方法旨在克服两者结合性不足的缺陷,不但增强了复合材料的强度性能,而且减少了塑料的消耗,也缓解我国木塑类复合材料的压力,同时,对于塑料的回收利用也具有一定的积极意义。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步阐述,实施例将帮助更好地理解本发明,但本发明并不仅仅局限于下述实施例。
本发明所述的这种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,该方法具体步骤如下:
(1)、竹浆纤维原料的准备:以硫酸盐法竹浆纤维为原料,将预先准备好的竹浆板撕碎,然后按照标准规范放入立式打浆机进行打浆,打浆过程每隔一段时间测量打浆度,最后制备打浆度为30、40或50三种规格的竹浆纤维,然后各自进行脱水处理,分别用自封袋冷藏保存;
(2)、竹浆纤维大分子引发剂的制备:取绝干浆为0.16g竹浆纤维放入解离器中进行解离分散,解离后的竹纤维经丙酮、四氢呋喃THF润洗真空抽滤后备用;用丙酮和THF润洗的目的是除去竹浆纤维中的杂质,由于水分对于下一步的酯化反应产生影响,所以所选用的THF为分析纯THF,真空抽滤的目的也是出去竹浆纤维中的水分。将100ml的三口圆底烧瓶放入恒温水浴锅中,在圆底烧瓶中加入0.5g的4-二甲基氨基吡啶DMAP,取50ml的四氢呋喃THF放入烧瓶将4-二甲基氨基吡啶DMAP溶解,并加入1.5ml的三乙胺,然后充入氮气15min,将解离后的竹纤维撕碎放入三口烧瓶中并加入转子搅拌,待溶液均匀后,冰浴条件下逐滴加入1ml的2-溴异丁酰溴BIBB,密封封闭,然后将温度升高至60℃后搅拌反应24h;
(3)、竹浆纤维AGETATRP法接枝改性:在100ml三口圆底烧瓶中加入10ml的N,N-二甲基甲酰胺DMF,然后按照摩尔比1∶2∶3依次加入0.067g(0.30mmol)CuBr2,0.115ml(0.60mmol)N-N-五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)以及0.1585g(0.90mmol)抗坏血酸(VC),搅拌均匀,加入6.8g(0.1mol)的异戊二烯,加入预先制备好的竹浆纤维大分子引发剂,密封后置于恒温水浴锅常温搅拌反应6h,产物经离子水、无水乙醇丙酮润洗抽滤,在60℃下真空干燥至恒重;
(4)、改性的竹浆纤维与树脂复合,制备复合材料:
(A)选用接枝改性的竹浆纤维、热固性树脂以及助剂A,竹浆纤维添加质量分数为总量的5%、10%、15%或20%用高速混合机混合均匀,助剂A添加质量分数为总量的3%,热固性树脂为基体,纤维为增强体。然后放入双棍开炼机或转矩流变仪中进行熔融共混,共混温度170-190℃,时间8min,冷却干燥后,放入塑料粉碎机中粉碎成颗粒状或粉末状,再放入相应的模具,用平板硫化机进行压板,温度170-190℃,时间10-15min,制成复合材料;通过测试,与不含纤维的树脂基体试样、原竹浆纤维基复合材料对比,复合材料的强度性能、热性能等都有较大提高。
(B)竹浆纤维添加质量分数为5%、10%、15%或20%,分别与热塑性树脂及其助剂B通过高速混合机混合,助剂B添加质量分数为总量的3%,放入双螺杆挤出机挤出成型在160-190℃温度下制备相应的复合材料。对比不含纤维的树脂基体试样、原竹浆纤维基复合材料,经过接枝改性后的竹浆纤维复合材料强度、热学性能有较大的提高。
所述的竹浆纤维选用打浆度为40规格的竹浆纤维。不同打浆度对竹浆纤维大分子引发剂的制备有较大影响,选用三种规格的打浆度,为了证明那种规格纤维制备出来的引发剂效果最好,经过试验,得出40°SR的纤维表面暴露出的羟基更多,可以更加充分的与BIBB发生酰化反应,从而生成更多的酯基,制备出更多的大分子引发剂。
所述的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂;热塑性树脂为聚苯乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
所述的助剂A包括增塑剂、固化剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,固化剂选用650聚酰胺树脂,增塑剂、固化剂和润滑剂的质量比为1:1:1。所述的助剂B包括增塑剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,增塑剂和润滑剂的质量比为1:1。

Claims (6)

1.一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:该方法具体步骤如下:
(1)、竹浆纤维原料的准备:以硫酸盐法竹浆纤维为原料,将预先准备好的竹浆板撕碎,然后按照标准规范放入立式打浆机进行打浆,打浆过程每隔一段时间测量打浆度,最后制备打浆度为40规格的竹浆纤维,然后各自进行脱水处理,分别用自封袋冷藏保存;
(2)、竹浆纤维大分子引发剂的制备:取绝干浆为0.16g竹浆纤维放入解离器中进行解离分散,解离后的竹纤维经丙酮、四氢呋喃THF润洗真空抽滤后备用;将100ml的三口圆底烧瓶放入恒温水浴锅中,在圆底烧瓶中加入0.5g的4-二甲基氨基吡啶DMAP,取50ml的四氢呋喃THF放入烧瓶将4-二甲基氨基吡啶DMAP溶解,并加入1.5ml的三乙胺,然后充入氮气15min,将解离后的竹纤维撕碎放入三口烧瓶中并加入转子搅拌,待溶液均匀后,冰浴条件下逐滴加入1ml的2-溴异丁酰溴BIBB,密封封闭,然后将温度升高至60℃后搅拌反应24h;
(3)、竹浆纤维AGETATRP法接枝改性:在100ml三口圆底烧瓶中加入10ml的N,N-二甲基甲酰胺DMF,然后按照摩尔比1∶2∶3依次加入0.30mmol的CuBr2,0.60mmol的五甲基二乙烯三胺PMDETA以及0.90mmol的抗坏血酸VC,搅拌均匀,加入0.1mol的异戊二烯,加入预先制备好的竹浆纤维大分子引发剂,密封后置于恒温水浴锅常温搅拌反应6h,产物经离子水、无水乙醇丙酮润洗抽滤,在60℃下真空干燥至恒重;
(4)、改性的竹浆纤维与树脂复合,制备复合材料:
(A)选用接枝改性的竹浆纤维、热固性树脂以及助剂A,竹浆纤维添加质量分数为总量的5%、10%、15%或20%用高速混合机混合均匀,助剂A添加质量分数为总量的3%,然后放入双辊开炼机或转矩流变仪中进行熔融共混,共混温度170-190℃,时间8min,冷却干燥后,放入塑料粉碎机中粉碎成颗粒状或粉末状,再放入相应的模具,用平板硫化机进行压板,温度170-190℃,时间10-15min,制成复合材料;
(B)竹浆纤维添加质量分数为5%、10%、15%或20%,分别与热塑性树脂及其助剂B通过高速混合机混合,助剂B添加质量分数为总量的3%,放入双螺杆挤出机挤出成型在160-190℃温度下制备相应的复合材料。
2.根据权利要求1所述的树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:大分子引发剂的制备温度为60℃,反应时间为24小时。
3.根据权利要求1所述的树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:AGETATRP表面接枝的竹浆纤维选用打浆度为40规格的竹浆纤维。
4.根据权利要求1所述的树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:与改性竹纤维复合的热固性树脂为酚醛树脂或环氧树脂;热塑性树脂为聚苯乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:所述的助剂A包括增塑剂、固化剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,固化剂选用650聚酰胺树脂,增塑剂、固化剂和润滑剂的质量比为1:1:1。
6.根据权利要求1所述的树脂基竹纤维复合材料的制备方法,其特征在于:所述的助剂B包括增塑剂和润滑剂,增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯,增塑剂和润滑剂的质量比为1:1。
CN201510172370.8A 2015-04-13 2015-04-13 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法 Active CN104788889B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510172370.8A CN104788889B (zh) 2015-04-13 2015-04-13 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510172370.8A CN104788889B (zh) 2015-04-13 2015-04-13 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104788889A CN104788889A (zh) 2015-07-22
CN104788889B true CN104788889B (zh) 2017-04-12

Family

ID=53554102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510172370.8A Active CN104788889B (zh) 2015-04-13 2015-04-13 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104788889B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105038130A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 苏州天健竹业科技有限公司 一种自行车轮框用轻质复合材料的制备方法
CN107141707A (zh) * 2017-06-09 2017-09-08 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种抗吸湿木粉改性酚醛树脂复合材料及其制备方法
CN108546391B (zh) * 2018-04-24 2020-11-13 浙江省林业科学研究院 一种竹篾编织高韧性预浸料及其制备方法
CN113930039A (zh) * 2021-11-18 2022-01-14 益阳桃花江竹业发展有限公司 一种集装箱底板用竹塑复合板材料
CN115386148A (zh) * 2022-08-11 2022-11-25 上海科邦医用乳胶器材有限公司 一种天然医用橡胶手套及其制备方法
CN116333363B (zh) * 2023-04-20 2023-11-21 江阴锦昊昕新型面料科技有限公司 生物质纤维改性制备环保复合纤维材料的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747645B (zh) * 2009-04-02 2012-01-11 张义卿 一种竹塑复合材料的制备方法
CN101760034B (zh) * 2010-01-07 2011-11-30 福建农林大学 一种改性竹纤维复合材料及其制备方法
CN102241856A (zh) * 2010-05-14 2011-11-16 常熟市江顺塑料制品有限公司 一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法
CN102558679A (zh) * 2011-12-28 2012-07-11 苏州晋圣博高分子材料科技有限公司 一种新型竹纤维∕聚丙烯复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104788889A (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104788889B (zh) 一种树脂基竹纤维复合材料的制备方法
US9902813B2 (en) Method for reinforcing a thermoplastic resin composition
CN101629022B (zh) 芳纶纤维增强木塑复合材料及其制备方法
CN105038284B (zh) 一种应用木质纤维制备木塑复合材料的方法
CN101942207B (zh) 一种木粉聚氯乙烯复合材料及其制备方法
CN102690525A (zh) 一种以甜高粱渣作为增强相的木塑复合材料及其制备方法
CN105131630B (zh) 一种用于受力结构的生物质树脂复合材料及植物纤维改性方法
CN105838047B (zh) 一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法
CN107629426A (zh) 竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法
CN102558679A (zh) 一种新型竹纤维∕聚丙烯复合材料及其制备方法
CN106868903A (zh) 一种用棉秸秆制备纤维增强复合材料的方法
CN109054323A (zh) 木质素/微晶纤维素复合物、增强聚乳酸3d打印材料及其制备方法
CN109054104A (zh) 一种竹粉填充增强的淀粉基可降解复合发泡材料的制备方法
CN106189323A (zh) 一种高性能木塑复合墙板及其制备方法
CN106497114A (zh) 一种木塑复合材料的制备方法
CN106189326A (zh) 糠醛渣在制备木塑材料中的应用
CN108359157B (zh) 一种聚乙烯/碳酸钙/剑麻纤维微晶复合材料的制备方法
CN105949807A (zh) 聚乙烯醇基木塑复合材料及其熔融加工方法
CN106009162A (zh) 一种pe脂塑材料及其制备方法
CN106046830A (zh) 一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法
CN107880287A (zh) 一种植物纤维原料的塑化方法
CN104212142A (zh) 一种竹原纤维增强改性植物油基不饱和聚酯复合材料
CN107236293A (zh) 一种改性ppa复合材料及其制备方法和应用
CN105924999A (zh) 一种增韧型改性木塑复合材料及其制备方法
CN106046620A (zh) 一种聚氯乙烯塑木及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240408

Address after: Room C1510, Science and Technology Innovation Headquarters Building, No. 320 Pubin Road, Nanjing Free Trade Zone, Jiangsu Province, 210000

Patentee after: Nanjing Xiaoji Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 310018, No. 2, No. 5, Xiasha Higher Education Park, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: ZHEJIANG SCI-TECH University

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240512

Address after: No. 11, West Zhufang Village Road, Nanshan Town, Changting County, Longyan City, Fujian Province, 366300

Patentee after: Liu Senmei

Country or region after: China

Address before: Room C1510, Science and Technology Innovation Headquarters Building, No. 320 Pubin Road, Nanjing Free Trade Zone, Jiangsu Province, 210000

Patentee before: Nanjing Xiaoji Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right