CN105085966A - 一种增强增韧型植物纤维复合薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强增韧型植物纤维复合薄膜及其制备方法。该复合薄膜由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维20~45份、丝瓜纤维15~35份、苎麻纤维20~40份、玉米淀粉10~30份、壳聚糖12~25份、分子筛6~17份、聚乙烯醇5~20份、聚己内酯5~15份、三聚磷酸钾2~6份、邻苯二甲酸二乙酯2~7份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1~5份、增强剂2~8份、透明剂5~25份和粘结剂6~20份。本发明还公开了所述的复合薄膜的制备方法。本发明所制备的植物纤维复合薄膜的拉伸强度为16~25MPa，撕裂强度为75~105MPa，具有良好的抗拉伸和抗撕裂性能。此外本发明的制备方法简单，原料易得且普遍，成本较低，适合普遍推广以及进一步扩大应用。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种增强增韧型植物纤维复合薄膜及其制备方法。
背景技术
植物纤维薄膜，是利用植物纤维如木、棉、麻等天然原料，以及农作物废弃物如秸秆、稻草、甘蔗渣等为原料所制备的一种具有良好生物降解性的薄膜。由于植物纤维来源广泛且价格低廉，且其优异的可降解性，如此可改善现今环境中薄膜污染的问题，因此，纤维薄膜备受关注。然而，正由于传统的植物纤维薄膜主要为一些天然原料或农作物废弃物所制成的，其强度和抗拉性能较差，很容易在外力的作用下被撕破变形。并且传统的植物纤维薄膜的抗水性较差，接触雨水后其力学性能大大降低，限制了其推广应用。
发明内容
要解决的技术问题是：为了解决传统植物纤维薄膜强度和抗拉性能差的问题，提供一种增强增韧型植物纤维复合薄膜及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维20~45份、丝瓜纤维15~35份、苎麻纤维20~40份、玉米淀粉10~30份、壳聚糖12~25份、分子筛6~17份、聚乙烯醇5~20份、聚己内酯5~15份、三聚磷酸钾2~6份、邻苯二甲酸二乙酯2~7份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1~5份、增强剂2~8份、透明剂5~25份和粘结剂6~20份。
优选的，所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维30~45份、丝瓜纤维15~28份、苎麻纤维20~35份、玉米淀粉18~30份、壳聚糖12~18份、分子筛6~11份、聚乙烯醇14~20份、聚己内酯5~11份、三聚磷酸钾2~5份、邻苯二甲酸二乙酯2~5份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1~4份、增强剂2~6份、透明剂5~20份和粘结剂6~17份。
优选的，所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维42份、丝瓜纤维23份、苎麻纤维26份、玉米淀粉20份、壳聚糖15份、分子筛8份、聚乙烯醇17份、聚己内酯10份、三聚磷酸钾3份、邻苯二甲酸二乙酯4份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐3份、增强剂5份、透明剂18份和粘结剂15份。
优选的，所述增强剂为葵二酸乙二醇或十二碳醇酯。
优选的，所述透明剂为氯化石蜡或液体石蜡。
优选的，所述粘结剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、丝胶或明胶。
上述所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，即得所需复合薄膜。
优选的，所述步骤三中的所述后处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌5~10h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.2~1mm，干燥后即可。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的植物纤维复合薄膜的拉伸强度为16~25MPa，撕裂强度为75~105MPa，具有良好的抗拉伸和抗撕裂性能。此外本发明的制备方法简单，原料易得且普遍，成本较低，适合普遍推广以及进一步扩大应用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维20份、丝瓜纤维15份、苎麻纤维20份、玉米淀粉10份、壳聚糖12份、分子筛6份、聚乙烯醇5份、聚己内酯5份、三聚磷酸钾2份、邻苯二甲酸二乙酯2份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1份、增强剂2份、透明剂5份和粘结剂6份。
所述增强剂为葵二酸乙二醇。所述透明剂为氯化石蜡。所述粘结剂为丙烯酸酯。
所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌5h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.2mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
实施例2
一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维45份、丝瓜纤维35份、苎麻纤维40份、玉米淀粉30份、壳聚糖25份、分子筛17份、聚乙烯醇20份、聚己内酯15份、三聚磷酸钾6份、邻苯二甲酸二乙酯7份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐5份、增强剂8份、透明剂25份和粘结剂20份。
所述增强剂为十二碳醇酯。所述透明剂为液体石蜡。所述粘结剂为酚醛树脂。
所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌10h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为1mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
实施例3
一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维32份、丝瓜纤维25份、苎麻纤维30份、玉米淀粉20份、壳聚糖18份、分子筛11份、聚乙烯醇12份、聚己内酯10份、三聚磷酸钾4份、邻苯二甲酸二乙酯4份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐3份、增强剂5份、透明剂15份和粘结剂13份。
所述增强剂为十二碳醇酯。所述透明剂为氯化石蜡。所述粘结剂为酚醛树脂。
所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌8h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.6mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
实施例4
一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维30份、丝瓜纤维28份、苎麻纤维35份、玉米淀粉18份、壳聚糖18份、分子筛11份、聚乙烯醇14份、聚己内酯11份、三聚磷酸钾5份、邻苯二甲酸二乙酯5份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐4份、增强剂6份、透明剂20份和粘结剂17份。
所述增强剂为十二碳醇酯。所述透明剂为氯化石蜡。所述粘结剂为明胶。
所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌8h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.4mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
实施例5
一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维42份、丝瓜纤维23份、苎麻纤维26份、玉米淀粉20份、壳聚糖15份、分子筛8份、聚乙烯醇17份、聚己内酯10份、三聚磷酸钾3份、邻苯二甲酸二乙酯4份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐3份、增强剂5份、透明剂18份和粘结剂15份。
所述增强剂为葵二酸乙二醇。所述透明剂为液体石蜡。所述粘结剂为丙烯酸酯。
所述的增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌7h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.3mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
对比例1
一种植物纤维复合薄膜，由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维42份、丝瓜纤维23份、苎麻纤维26份、玉米淀粉20份、聚乙烯醇17份、增强剂5份、透明剂18份和粘结剂15份。所述增强剂为葵二酸乙二醇。所述透明剂为液体石蜡。所述粘结剂为丙烯酸酯。
所述的植物纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、聚乙烯醇增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌7h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.3mm，干燥后即可，即得所需复合薄膜。
对实施例1至5和对比例1中所制备的复合薄膜，进行力学性能测试，测试结果见下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | |
| 拉伸强度（MPa） | 16 | 21 | 18 | 23 | 25 | 9 |
| 撕裂强度（N/mm） | 75 | 96 | 83 | 101 | 105 | 36 |
由上表可知，本发明所制备的复合薄膜的拉伸强度为16~25MPa，撕裂强度为75~105MPa，相比于对比例1，具有良好的抗拉伸和抗撕裂性能，说明本发明所制备的植物纤维复合薄膜具有良好的增强增韧性，可进一步扩大植物纤维复合薄膜的应用范围。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但这些只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维20~45份、丝瓜纤维15~35份、苎麻纤维20~40份、玉米淀粉10~30份、壳聚糖12~25份、分子筛6~17份、聚乙烯醇5~20份、聚己内酯5~15份、三聚磷酸钾2~6份、邻苯二甲酸二乙酯2~7份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1~5份、增强剂2~8份、透明剂5~25份和粘结剂6~20份。
2.根据权利要求1所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维30~45份、丝瓜纤维15~28份、苎麻纤维20~35份、玉米淀粉18~30份、壳聚糖12~18份、分子筛6~11份、聚乙烯醇14~20份、聚己内酯5~11份、三聚磷酸钾2~5份、邻苯二甲酸二乙酯2~5份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐1~4份、增强剂2~6份、透明剂5~20份和粘结剂6~17份。
3.根据权利要求1所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：由以下重量份数的原料制成，按重量份数计为：稻草提取纤维42份、丝瓜纤维23份、苎麻纤维26份、玉米淀粉20份、壳聚糖15份、分子筛8份、聚乙烯醇17份、聚己内酯10份、三聚磷酸钾3份、邻苯二甲酸二乙酯4份、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐3份、增强剂5份、透明剂18份和粘结剂15份。
4.根据权利要求1所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：所述增强剂为葵二酸乙二醇或十二碳醇酯。
5.根据权利要求1所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：所述透明剂为氯化石蜡或液体石蜡。
6.根据权利要求1所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜，其特征在于：所述粘结剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、丝胶或明胶。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：按一定重量份数将稻草提取纤维、丝瓜纤维、苎麻纤维、玉米淀粉、壳聚糖、分子筛、聚乙烯醇、聚己内酯、三聚磷酸钾、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐和增强剂，进行打浆、混合稀释并调料均匀，得到混合浆料；
步骤二：将步骤一种的混合浆料进行铺网，烘干，即得复合薄膜半成品；
步骤三：将步骤二所得的复合薄膜半成品进行后处理工艺，即得所需复合薄膜。
8.根据权利要求7所述的一种增强增韧型植物纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的所述后处理工艺的具体步骤为：先将复合薄膜半成品浸渍于含透明剂的溶液中，并不断搅拌，待浸渍搅拌5~10h后，干燥；再将粘结剂涂覆于干燥后的复合薄膜正反两面，涂覆厚度为0.2~1mm，干燥后即可。
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