CN105348842B - 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105348842B
CN105348842B CN201510919530.0A CN201510919530A CN105348842B CN 105348842 B CN105348842 B CN 105348842B CN 201510919530 A CN201510919530 A CN 201510919530A CN 105348842 B CN105348842 B CN 105348842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
composite material
stalk
equal
less
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
CN201510919530.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105348842A (zh
Inventor
曾广胜
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.)
Hunan yueshengjie Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Hunan University of Technology
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 Hunan University of Technology filed Critical Hunan University of Technology
Priority to CN201510919530.0A priority Critical patent/CN105348842B/zh
Publication of CN105348842A publication Critical patent/CN105348842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105348842B publication Critical patent/CN105348842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法。充分利用农业废弃物秸秆生长周期短，成本低廉，纤维组织多孔质轻等优点，通过少氧碳化工艺处理，然后与高密度聚乙烯（HDPE）混合，配合其他添加剂、采用合适的工艺步骤和参数，以螺杆挤出造粒得到一种高性能、成本低廉的生物质复合材料，该材料可使用注塑、挤出、模压、机加工等方法成型各种制品，广泛应用于包装、电子、通讯、家具、装饰、汽车、飞机、军工等领域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社会和经济效益。

Description

一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种秸秆基生物质复合材料及其制备方法，属于新材料及其成型加工领域，发明产品可用于代替塑料，木材等。
背景技术
目前在包装、电子电器、家居家装、汽车、飞机、军工等领域所使用的材料主要以石油基塑料为主，部分使用原木。但是，塑料具有无法生物降解，污染环境等缺点，同时，石油资源有限，不具有可持续发展性。而大量原木的使用，将会砍伐大量的森林，破坏生态环境。因此，将植物纤维与部分高分子塑料相结合，生产出一种较高性能的木塑复合材料，可以代替木材和塑料，缓减资源短缺、生态破坏和环境污染问题。但是，由于植物纤维与塑料之间的结合性差，木塑产品的成型加工困难，从而导致现有市场上的木塑产品具有强度低、性脆、比重大、植物纤维含量低等缺陷，同时，现有木塑产品中所使用植物纤维的来源主要以树木为主，这样直接导致成本增加，而且会破坏生态环境。本发明以生长周期短的农业废弃物秸秆为主要原材料，通过特殊的无氧碳化工艺，结合配方设计，生产出一种具有高强度、韧性好、低成本的生物质复合材料，可代替塑料和木材等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有木塑复合材料有强度低、性脆、比重大、植物纤维含量低、成本高、所用纤维来源短缺等缺点，充分利用农业废弃物秸秆生长周期短，成本低廉，纤维组织多孔质轻等优点，通过少氧碳化工艺处理，然后与高密度聚乙烯（HDPE）混合，配合其他添加剂、采用合适的工艺步骤和参数，以螺杆挤出造粒得到一种高性能、成本低廉的生物质复合材料，该材料可使用注塑、挤出、模压、机加工等方法成型各种制品，广泛应用于包装、电子、通讯、家具、装饰、汽车、飞机、军工等领域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社会和经济效益。
本发明的复合材料，主要组成为：秸秆，HDPE（高密度聚乙烯），钛酸酯偶联剂TMC-201（异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯），铝酸酯偶联剂(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)，聚乙二醇，EAA（乙烯-丙烯酸共聚物），聚乙烯蜡，马来酸酐，柴油，醋酸。
各组分比例及制备步骤：
（1）取100份（质量份数）含水率少于等于5%、长度小于等于20mm的秸秆，10~20份（优选15份）浓度为60~70%（优选65%）的醋酸水溶液，2~5份（优选4份）柴油，共混均匀后放入密封真空炉中，在真空度小于等于50Pa，温度200~300℃（优选250℃），烧结15~30分钟（优选20分钟），然后取出粉碎，过筛，使其粒径控制在10~30目（优选20目），待用
（2）取步骤（1）所得纤维60~80份（优选70份），HDPE20~40份（优选30份），钛酸酯偶联剂1~3份（优选2份），铝酸酯偶联剂1~3份（优选2份），聚乙二醇2~4份（优选3份），EAA5~10份（优选7份），聚乙烯蜡1~3份（优选2份），马来酸酐0.5~1.5份（优选1份），在高混机中共混10~30分钟（优选20分钟），待用。
（3）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为170~210℃（优选190℃），机头压力2~5MPa（优选3MPa），螺杆转速70~90r/min（优选80 r/min）。
本发明首先将秸秆与柴油共混后在真空状态下高温部分碳化，并产生部分酯化反应，然后在偶联剂、交联剂、接枝剂等添加剂的协同作用下，与HDPE共混，利用螺杆挤出方式，在合适的压力、温度和速度下，高效、连续挤出造粒，得到一种高性能的生物质复合材料，该发明材料可通过挤出、注塑、模压、机加工等方式成型各种制品，广泛应用于包装、电子电器、家具装饰、建筑、交通工具、以及军工等领域，代替塑料或木材，具有非常高的社会效益和经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
（1）取100份（质量份数）含水率少于等于5%、长度小于等于20mm的秸秆，10份浓度为60%的醋酸水溶液，2份柴油，共混均匀后放入密封真空炉中，在真空度小于等于50Pa，温度200℃，烧结15分钟，然后取出粉碎，过筛，使其粒径控制在10目，待用
（2）取步骤（1）所得纤维60份，HDPE40份，钛酸酯偶联剂1份，铝酸酯偶联剂1份，聚乙二醇2份，EAA5份，聚乙烯蜡1份，马来酸酐0.5份，在高混机中共混10分钟，待用。
（3）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190℃，机头压力3MPa，螺杆转速80 r/min。
表1
拉伸强度MPa 弯曲强度MPa 拉伸伸长率% 冲击强度kJ/M2
实施例1 38 40 55 39
实施例2：
（1）取100份（质量份数）含水率少于等于5%、长度小于等于20mm的秸秆，15份浓度为65%的醋酸水溶液，4份柴油，共混均匀后放入密封真空炉中，在真空度小于等于50Pa，温度250℃，烧结20分钟，然后取出粉碎，过筛，使其粒径控制在20目，待用
（2）取步骤（1）所得纤维70份，HDPE30份，钛酸酯偶联剂2份，铝酸酯偶联剂2份，聚乙二醇3份，EAA7份，聚乙烯蜡2份，马来酸酐1份，在高混机中共混20分钟，待用。
（3）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190℃，机头压力3MPa，螺杆转速80 r/min。
表2
拉伸强度MPa 弯曲强度MPa 拉伸伸长率% 冲击强度kJ/M2
实施例2 45 43 48 47
实施例3：
（1）取100份（质量份数）含水率少于等于5%、长度小于等于20mm的秸秆，20份浓度为70%的醋酸水溶液，5份柴油，共混均匀后放入密封真空炉中，在真空度小于等于50Pa，温度300℃，烧结30分钟，然后取出粉碎，过筛，使其粒径控制在30目，待用
（2）取步骤（1）所得纤维80份，HDPE40份，钛酸酯偶联剂3份，铝酸酯偶联剂3份，聚乙二醇4份，EAA10份，聚乙烯蜡3份，马来酸酐1.5份，在高混机中共混30分钟，待用。
（3）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190℃，机头压力3MPa，螺杆转速80 r/min。
表3
拉伸强度MPa 弯曲强度MPa 拉伸伸长率% 冲击强度kJ/M2
实施例3 35 33 45 34

Claims (1)

1.一种秸秆纤维基生物质复合材料，其特征在于，所述复合材料，由秸秆，高密度聚乙烯，异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，聚乙二醇，乙烯-丙烯酸共聚物，聚乙烯蜡，马来酸酐，柴油，醋酸构成；
复合材料包括制备步骤：
(1)取100份(质量份数)含水率少于等于5％、长度小于等于20mm的秸秆，10～20份浓度为60～70％的醋酸水溶液，2～5份柴油，共混均匀后放入密封真空炉中，在真空度小于等于50Pa，温度200～300℃，烧结15～30分钟，然后取出粉碎，过筛，使其粒径控制在10～30目，待用；
(2)取步骤(1)所得纤维60～80份，高密度聚乙烯20～40份，异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯1～3份，二硬脂酰氧异丙基铝酸酯1～3份，聚乙二醇2～4份，乙烯-丙烯酸共聚物5～10份，聚乙烯蜡1～3份，马来酸酐0.5～1.5份，在高混机中共混10～30分钟，待用；
(3)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为170～210℃，机头压力2～5MPa，螺杆转速70～90r/min。
CN201510919530.0A 2015-12-14 2015-12-14 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法 Active CN105348842B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510919530.0A CN105348842B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510919530.0A CN105348842B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105348842A CN105348842A (zh) 2016-02-24
CN105348842B true CN105348842B (zh) 2018-05-18

Family

ID=55324914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510919530.0A Active CN105348842B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105348842B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106243459A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 桐城市钰锦塑料包装有限公司 一种增韧木塑复合材料
CN106366397A (zh) * 2016-08-26 2017-02-01 桐城市钰锦塑料包装有限公司 一种轻质幽香型环保木塑复合材料
CN109179363A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 湖南工业大学 一种螺杆挤出加工的生物炭及其制备方法
CN112679829A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 山东理工大学 硅酸铝纤维废弃物增强生物质复合材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648158A (zh) * 2004-12-24 2005-08-03 华南理工大学 一种木塑复合材料及其制备方法
CN101698749A (zh) * 2009-11-03 2010-04-28 北京林业大学 一种木塑复合材料及其制备方法
CN102276889A (zh) * 2010-06-09 2011-12-14 常熟市慧丰塑料制品有限公司 一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法
CN103341895A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 武汉理工大学 一种植物纤维的半碳化改性方法
CN104559277A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 芜湖职业技术学院 木塑复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648158A (zh) * 2004-12-24 2005-08-03 华南理工大学 一种木塑复合材料及其制备方法
CN101698749A (zh) * 2009-11-03 2010-04-28 北京林业大学 一种木塑复合材料及其制备方法
CN102276889A (zh) * 2010-06-09 2011-12-14 常熟市慧丰塑料制品有限公司 一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法
CN103341895A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 武汉理工大学 一种植物纤维的半碳化改性方法
CN104559277A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 芜湖职业技术学院 木塑复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105348842A (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105348842B (zh) 一种秸秆纤维基生物质复合材料及其制备方法
CN101781467B (zh) 生物质合成塑料制品及其制备方法
CN102352116B (zh) 一种木塑复合材料及其制备方法
CN103965515A (zh) 一种天然纤维/淀粉复合材料及其制备方法
CN102492305B (zh) 利用造纸固体废弃物制备木塑复合材料的配方及其方法
CN103865284B (zh) 环保生物质材料及其制备方法
CN102863809A (zh) 一种塑木型材及其制备方法
CN1740234A (zh) 木塑共混复合材料制品的制造方法
CN103435882A (zh) 热塑性木塑复合材料及其生产方法
CN107955383A (zh) 一种注塑级天然秸秆塑料及其制备方法与应用
CN106751183A (zh) 一种节能环保材料及其制备方法
CN104559279A (zh) 一种新型木塑复合材料
CN104312183A (zh) 高强度玻璃纤维木塑型材及其制备方法
CN108530854B (zh) 一种秸秆粉-pla木塑复合材料制备方法
CN103360776A (zh) 一种高强度木塑复合材料的生产工艺
CN105237910A (zh) 一种pvc木塑发泡基材及其制备方法
CN101319077A (zh) 废旧pvc电缆外皮/木粉复合板材的配方及生产方法
CN106189326A (zh) 糠醛渣在制备木塑材料中的应用
CN103709773B (zh) 碱脲解缠结秸秆/树脂复合板的制备方法
CN105482481B (zh) 一种竹纤维基生物质复合材料及其制备方法
CN107090143A (zh) 一种防腐植物纤维复合板材
CN101864184B (zh) 热塑性植物纤维/淀粉共混材料及其制备方法
CN102924954A (zh) 一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法
CN104140688A (zh) 一种由废弃农膜生产的木塑复合材料及其制备方法
CN107022177A (zh) 一种聚乳酸/淀粉/秸秆粉生物基可降解复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211130

Address after: 412000 No. 01, building C2, phase 3.1, power Valley Independent Innovation Park, No. 899, Xianyue Ring Road, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Hunan yueshengjie Technology Co.,Ltd.

Address before: 412008 No. 88 Taishan Road, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee before: HUNAN University OF TECHNOLOGY