CN105860144A - 一种高相容性植物纤维材料的制备方法 - Google Patents

一种高相容性植物纤维材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高相容性植物纤维材料的制备方法，其步骤如下：将秸秆、谷糠等植物纤维浸泡后，挤出剥离得到的植物纤维，再破碎，将破碎过80目筛；将植物纤维置入氢氧化钠溶液处理，再用自来水冲洗，然后烘干备用；偶联剂水溶液与植物纤维混合，然后烘中备用；SEBS复合溶液在偶联剂处理后，进行插层处理，将溶液与上述的植物纤维混合均匀，然后烘干，即得到高相容性植物纤维材料，本发明制备出的高相容性植物纤维材料，能够解决目前普通的天然纤维与基体树脂复合性能不佳问题。

Description

一种高相容性植物纤维材料的制备方法
技术领域
本发明涉及天然纤维材料领域，具体涉及一种高相容性植物纤维材料的制备方法。
背景技术
木塑，即木塑复合材料，是将秸秆，谷糠等天然纤维添加到聚乙烯、聚丙烯等树脂中改善其性能，降低成本的一种复合材料。天然纤维是由纤维素、半纤维素、木质素、部分果胶、灰分组成。决定天然纤维相容性与纤维的长径比、成分含量等因素相关。然而由于掺杂普通的天然纤维，粒径及纤维所含各种组分的不同，导致其与基体树脂复合性能不佳。再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，机械性能不稳定，并且容易产生空隙和裂纹。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高相容性植物纤维材料的制备方法，能够解决目前生产木塑复合材料中植物纤维与基体树脂相容性较差的问题，进而解决木塑材料生产出的板材或型材，机械性能不稳定，并且容易产生空隙和裂纹的问题。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高相容性植物纤维材料的制备方法，其步骤如下：
（1）将秸秆、谷糠等植物纤维在水中浸泡1-2小时后，使用单螺杆挤出机，在挤出机中挤出剥离得到的植物纤维，再放入纤维破碎机中破碎，将破碎后的植物纤维过 80目筛；
（2）将步骤(1)得到的植物纤维，置入浓度为4wt%-5wt%的氢氧化钠溶液在 70℃-80℃下处理天然纤维 1.5-3 小时后再用自来水冲洗至中性，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时备用；
（3）按偶联剂占天然纤维比重的 1wt%~5wt%，配置水溶液（偶联剂：乙醇：水=20：72：8），使用醋酸调节 pH 值为 3~5 搅拌均匀至偶联剂完全溶解，使用高速混合机将所配制溶液与步骤(2)得到的植物纤维混合，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时备用；
（4）SEBS复合溶液按 SEBS 占天然纤维比重的 3wt%~15wt%配置 SEBS 溶液，固定复合剂为0.1wt%，搅拌，放置至完全溶解，并在偶联剂处理后，进行插层处理，将 SEBS复合溶液与步骤(3)得到的植物纤维在高速搅拌机中混合均匀，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时，去除吸附的水分，即得到高相容性植物纤维材料。
作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂，其主要成分为乙烯基三乙氧基硅烷。
作为优选，所述复合剂采用丙烯酸月桂脂。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供高相容性植物纤维材料的制备方法，能够解决目前普通的天然纤维与基体树脂复合性能不佳问题。尤其是经过碱处理可以除去纤维中的木质素和部分半纤维素，果胶灰分等，使得天然纤维产生空洞，表面粗糙，与基体树脂共混挤出时，部分树脂受到剪切力的挤压，可流动到纤维表面的空洞中，产生机械铆合作用，由此能提高其机械性能。同时通过本方法中的偶联剂与SEBS复合溶液处理后，使添加到基体中的纤维和基体具有更好的相容性。使掺入上述纤维的木塑复合材料具有更好的拉伸强度，更低的吸水率，和更均一的表面形态。进而解决木塑复合材料所生产出的板材或型材，机械性能不稳定，并且容易产生空隙和裂纹等问题。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
按照以下步骤制备高相容性植物纤维材料：
（1）将秸秆等植物纤维在水中浸泡2小时后，使用单螺杆挤出机，在挤出机中挤出剥离得到的植物纤维，再放入纤维破碎机中破碎，将破碎后的植物纤维过 80目筛；
（2）将步骤(1)得到的植物纤维，置入浓度为5wt%的氢氧化钠溶液在 80℃下处理天然纤维 1.5-3 小时后再用自来水冲洗至中性，然后放入 125℃烘箱中干燥 12 小时备用；
（3）按偶联剂占天然纤维比重的 5wt%，配置水溶液（偶联剂：乙醇：水=20：72：8），使用醋酸调节 pH 值为 5 搅拌均匀至偶联剂完全溶解，使用高速混合机将所配制溶液与步骤(2)得到的植物纤维混合，然后放入125℃烘箱中干燥 12 小时备用；
（4）SEBS复合溶液按 SEBS 占天然纤维比重的 15wt%配置 SEBS 溶液，固定复合剂为0.1wt%，搅拌，放置至完全溶解，并在偶联剂处理后，进行插层处理，将 SEBS复合溶液与步骤(3)得到的植物纤维在高速搅拌机中混合均匀，然后放入 125℃烘箱中干燥 12 小时，去除吸附的水分，即得到高相容性植物纤维材料。
实施例2
按照以下步骤制备高相容性植物纤维材料：
（1）将谷糠植物纤维在水中浸泡1小时后，使用单螺杆挤出机，在挤出机中挤出剥离得到的植物纤维，再放入纤维破碎机中破碎，将破碎后的植物纤维过 80目筛；
（2）将步骤(1)得到的植物纤维，置入浓度为4wt%的氢氧化钠溶液在 70℃下处理天然纤维 1.5-3 小时后再用自来水冲洗至中性，然后放入 105℃烘箱中干燥 8 小时备用；
（3）按偶联剂占天然纤维比重的 1wt%，配置水溶液（偶联剂：乙醇：水=20：72：8），使用醋酸调节 pH 值为 3 搅拌均匀至偶联剂完全溶解，使用高速混合机将所配制溶液与步骤(2)得到的植物纤维混合，然后放入 105℃烘箱中干燥 8 小时备用；
（4）SEBS复合溶液按 SEBS 占天然纤维比重的 3wt%配置 SEBS 溶液，固定复合剂为0.1wt%，搅拌，放置至完全溶解，并在偶联剂处理后，进行插层处理，将 SEBS复合溶液与步骤(3)得到的植物纤维在高速搅拌机中混合均匀，然后放入 105℃烘箱中干燥 8 小时，去除吸附的水分，即得到高相容性植物纤维材料。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种高相容性植物纤维材料的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
（1）将秸秆、谷糠等植物纤维在水中浸泡1-2小时后，使用单螺杆挤出机，在挤出机中挤出剥离得到的植物纤维，再放入纤维破碎机中破碎，将破碎后的植物纤维过 80目筛；
（2）将步骤(1)得到的植物纤维，置入浓度为4wt%-5wt%的氢氧化钠溶液在 70℃-80℃下处理天然纤维 1.5-3 小时后再用自来水冲洗至中性，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时备用；
（3）按偶联剂占天然纤维比重的 1wt%~5wt%，配置水溶液（偶联剂：乙醇：水=20：72：8），使用醋酸调节 pH 值为 3~5 搅拌均匀至偶联剂完全溶解，使用高速混合机将所配制溶液与步骤(2)得到的植物纤维混合，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时备用；
（4）SEBS复合溶液按 SEBS 占天然纤维比重的 3wt%~15wt%配置 SEBS 溶液，固定复合剂为0.1wt%，搅拌，放置至完全溶解，并在偶联剂处理后，进行插层处理，将 SEBS复合溶液与步骤(3)得到的植物纤维在高速搅拌机中混合均匀，然后放入 105-125℃烘箱中干燥 8-12 小时，去除吸附的水分，即得到高相容性植物纤维材料。
2.根据权利要求1所述的一种高相容性植物纤维材料的制备方法，其特征在于，作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂，其主要成分为乙烯基三乙氧基硅烷。
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