CN117511135A - 一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117511135A CN117511135A CN202311613363.8A CN202311613363A CN117511135A CN 117511135 A CN117511135 A CN 117511135A CN 202311613363 A CN202311613363 A CN 202311613363A CN 117511135 A CN117511135 A CN 117511135A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plant fiber
- composite material
- stirring
- based composite
- epoxy resin
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 192
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 11
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 142
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 67
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 34
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 31
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 31
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims description 26
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims description 25
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 8
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 6
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 claims description 5
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000002715 modification method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 3
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims description 2
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 2
- ULBTUVJTXULMLP-UHFFFAOYSA-N butyl octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCCC ULBTUVJTXULMLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 14
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical group N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 17
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 9
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 3
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000008104 plant cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 2
- QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 1,2,4,5-tetrachloro-3-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1Cl QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
- C08J2405/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0806—Silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/12—Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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)
Abstract
本发明涉及纤维材料技术领域，公开了一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用，按质量份数计，所述植物纤维基复合材料的制备组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，KH5501～4份，润滑剂2.5～3.5份。本发明中提供的植物纤维基复合材料，以环氧树脂、植物纤维为主要原料，加入改性抗菌剂、改性无机填料，保证复合材料具有一定拉伸力学性能的同时，赋予材料以抗菌、阻燃等功能，材料常见。
Description
技术领域
本发明涉及纤维材料技术领域，具体为一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
玩具是一个极大的应用市场。目前，除金属外壳玩具外，大部分的玩具都是由塑料制作而成，其中塑料以树脂等为主要原料，植物纤维是一种绿色的制备原料，在各领域已有一些应用，加强对植物纤维的使用，具有环境和经济的双重收益。
现有技术中，参考中国专利一种植物纤维基复合材料(公告号：CN110819132A)，所述植物纤维基复合材料主要由水和以下各组分组成：植物纤维60-100重量份，胶黏剂0-10重量份，填充剂0-10重量份，防水剂0-10重量份，所述植物纤维基复合材料的含水率为5-20％，其密度为0.2-1.2kg/m3。该植物纤维基复合材料耐腐蚀，可生物降解，生产过程无污染，制品密度低，制品强度高，制品可回收利用，制品原材料可再生，且来源广泛，成本低。本发明还公开了该植物纤维基复合材料的制备方法及其应用，工艺简单、生产耗时短、成本低、生产过程环保，植物纤维基复合材料可以用于制备物流托盘、烟花底座或产品包装，具有耐腐蚀、强度高、重量轻、成本低且经济环保等优点；参考中国专利一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用(公告号：CN113292865A)，所述复合材料包括以下重量份数的组分：植物纤维50-59份、增塑剂10-20份、胶黏剂16-22份、抗氧剂1.8-3.5份、润滑剂1.2-1.7份、多元酸类固化剂13-24份、无机填料26-40份。本发明的植物纤维基复合材料具有较好的降解性能，并具有优异的力学性能、高韧性、不易脆断，延长了使用寿命，该复合材料无毒、可完全生物降解，能够广泛应用于环保餐具、食品和医疗包装等领域；同时本发明制备方法易于控制，可操作性强，易于工业化生产，但是抗老化性能较差，这就导致在受热或是长时间使用后，容易散发有毒气体。
此外，玩具在小孩使用的过程中，接触较多，如果能够具有一定的抗菌性等额外性能也十分必要，现有技术中对于此类性能的关注相对较少。
为此，本发明提出了一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用，以解决上述提到的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用，制得的植物纤维基复合材料力学性能好，抗菌性好，阻燃性能好，具有优异的综合性能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种植物纤维基复合材料，按质量份数计，所述复合材料的组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，KH5501～4份，润滑剂2.5～3.5份；
所述增强体由植物纤维和纳米纤维素组成；
其中，所述植物纤维和纳米纤维素的质量比为2:0.2～2:0.4。
优选的，所述植物纤维包括芦苇、秸秆、竹子、木材、稻草、米糠、棉杆、麻秆、中药材渣及中药材中的任意一种或几种；所述润滑剂选自石蜡、硬脂酸正丁酯、聚乙烯蜡、甘油三硬脂酸酯中的一种或几种。
优选的，所述改性环氧树脂的具体改性方法为：
(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并高速搅拌，得碳纳米纤维-丙酮预混物；
(2)、将步骤(1)中所得碳纳米纤维-丙酮预混物进一步超声分散4～8小时，得碳纳米纤维-丙酮混合物；
(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热4～15分钟，预热温度为55～75℃；
(4)、将步骤(3)中预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，进行混合搅拌，得环氧树脂混合物；
(5)、将步骤(4)中的环氧树脂混合物再次超声分散5～7小时，然后在50～70℃的水浴中进行机械搅拌，直到所有丙酮完全挥发；
(6)、加入固化剂，并搅拌2～8分钟，再进行抽真空15～25分钟，得到改性环氧树脂。
优选的，所述改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000～4000r/min的速度搅拌研磨1～4h，然后，向研磨后的白炭黑中添加AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为5.5～6.5，在避光条件下升温，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480～520℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
优选的，所述步骤(1)、步骤(4)以及步骤(5)中的混合物均在高速机械搅拌器中进行混合搅拌，其中，所述步骤(1)中的搅拌速率为1500～2500转/分钟，搅拌时间为30分钟；步骤(4)中的搅拌速率为1200～1800转/分钟，搅拌时间为20分钟；所述步骤(5)中的搅拌速率为3000～4000转/分钟。
优选的，改性无机填料的制备包括如下步骤：
将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后25～35℃下搅拌0.5～2h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
优选的，含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.6～0.9wt％，壳聚糖的含量为2.5～4.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：5～9
一种植物纤维基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、对植物纤维进行预处理；
S2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，获得混合物；
S3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为170～185℃下处理0.5～5h，制得植物纤维基复合材料。
优选的，所述植物纤维预处理的具体方法为：
1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为6～10％的NaOH溶液中浸泡8～12小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为70～90℃的干燥箱内烘干；
3)、将步骤2)中处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为38～42°SR；
4)、将步骤3)中磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；
5)、然后抽滤并挤干；
6)、最后用分散器进一步分散，并风干，备用。
同时，本发明还请求保护根据上述方法制备的植物纤维基复合材料在制备塑料玩具材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明中提供的植物纤维基复合材料，以环氧树脂、植物纤维为主要原料，加入改性抗菌剂、改性无机填料，保证复合材料具有一定拉伸力学性能的同时，赋予材料以抗菌、阻燃等功能，材料常见。
(2)本发明中提供的植物纤维基复合材料，通过向环氧树脂中加入碳纳米纤维，使得羟基-OH数量减少，碳纳米纤维抑制了环氧树脂的水解老化以及吸水，从而有效提高了制备的复合材料的长期湿热耐久性；碳纳米纤维良好的阻隔性延长了水在环氧树脂基体中的扩散路径，此外，碳纳米纤维的加入可有效提高复合材料的长期拉伸强度和弹性模量。
(3)本发明中提供的植物纤维基复合材料，通过对植物纤维进行预处理，可以去除植物纤维中的杂质，使得植物纤维的表面出现凹槽，提高植物纤维与树脂基体之间的机械咬合力，从而提高纤维与树脂之间的作用力，进一步改善复合材料的力学性能。
(4)本发明中提供的植物纤维基复合材料，通过植物纤维与纳米纤维素进行共混制备复合材料，使得纤维之间的结合力增强，保证了复合材料的拉伸强度和拉伸模量，同时纤维之间的氢键结合使得复合材料的挺度和抗压强度都随之上升。
(5)本发明提供的植物纤维基复合材料，改性抗菌剂以白炭黑负载银为主；银具有最强的杀菌能力，且纳米银颗粒小，具有显著的表面效应和尺寸效应，抗菌活性也高于其他金属；白炭黑即无定形二氧化硅，具有不规则孔隙结构，表面有丰富的轻基，拥有耐高温、稳定、绝缘、等优良性能，并且价格低廉，来源广泛，是纳米银的优良载体，且白炭黑的价格和相容性均优于其他无机抗菌载体。由于白炭黑的粒子小、孔道多，而且表面有丰富的羟基，具有亲水性和生物相容性，对银离子有静电吸附作用，且纳米单质银颗粒小，表面效应和尺寸效应显著，具有很强的抗菌活性，它们分布在白炭黑载体的表面和孔道上，使白炭黑拥有较强的抗菌性能。
(6)本发明提供的植物纤维基复合材料，改性无机填料以壳聚糖和滑石粉为主，壳聚糖是一种常见的抗菌物质，同时，滑石粉具有一定的抗菌性和阻燃性，二者的复合使用能够极大地提升复合材料的抗菌性；滑石粉单独使用存在一些不足，如稳定性差，配合使用的壳聚糖具有丰富的官能团(如氨基、羟基等)，其能与滑石粉产生吸附，改善滑石粉的分散性，而滑石粉的使用能够密实环氧树脂的填充，进一步提高复合材料的性能。本发明选择壳聚糖的原因还在于植物纤维素的存在，二者能够产生氢键作用，各物质相互作用能够产生大的网络结构，提高体系的相容性和稳定性。
总之，本发明提供的植物纤维基复合材料，原料常见，力学性能、抗菌性、阻燃性等综合性能优异。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明各实施例中，环氧树脂牌号为：E-12；纳米纤维素购自于福建省沙县鸿宇安生物科技有限公司，宽度为10nm,长度为200nm；碳纳米纤维购自深圳市纳米港有限公司，直径为100nm，长度为10～20um；白炭黑的牌号为：LM-150。
实施例1
一种植物纤维基复合材料，按质量份数计，复合材料的组分包括：增强体1克、改性环氧树脂80克、改性抗菌剂5克、改性无机填料2克、KH5504克、硬脂酸正丁酯3.5克；
其中，增强体由麻秆和纳米纤维素组成，植物纤维和纳米纤维素按照质量比为2:0.2。通过植物纤维和纳米纤维素的混合组成，使得在纤维之间形成较强的结合力，使得共混纤维具有良好的交织能力，纤维之间的氢键结合使得复合材料的挺度和抗压强度都随之上升。通过纳米纤维素的添加，使得复合材料的平均壁厚增加、平均孔隙面积减小、孔隙分布更均匀，且复合材料的拉伸强度和拉伸模量都有所提高。
本发明实施例中，改性环氧树脂的具体改性方法为：
(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并在高速机械搅拌器中进行搅拌，搅拌速率为1500转/分钟，搅拌时间为30分钟，其中，碳纳米纤维与丙酮溶液的质量比为1:0.8；
(2)、将经过搅拌分散的碳纳米纤维-丙酮混合物进一步进行超声分散，超声分散时间为4小时；
(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热6分钟，预热温度为55℃；
(4)、将预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，并在高速机械搅拌器中进行混合搅拌，搅拌速率为1200转/分钟，搅拌时间为20分钟；
(5)、将步骤(4)中的混合物再次进行超声分散，时间为5小时，然后在50℃的水浴中进行机械搅拌，搅拌速率为3000转/分钟，搅拌时间为15分钟，直到所有丙酮完全挥发；
(6)、加入固化剂，固化剂为氨基磺酸胺，并搅拌2分钟，再进行抽真空15分钟，得到改性环氧树脂。
本技术方案中，与纯净的环氧树脂相比，通过向环氧树脂中加入碳纳米纤维，使得羟基-OH数量减少，碳纳米纤维抑制了环氧树脂的水解老化以及吸水，从而有效提高了制备的复合材料的长期湿热耐久性；碳纳米纤维良好的阻隔性延长了水在环氧树脂基体中的扩散路径，此外，碳纳米纤维的加入可有效提高复合材料的长期拉伸强度和弹性模量。
本发明实施例中，改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将5g的沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000r/min的速度搅拌研磨2h，产生解聚形态的白炭黑粒子；然后，向研磨后的白炭黑中添加12g的AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为5.5，在避光条件下升温至400℃，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
本发明实施例中，改性无机填料的制备包括如下步骤：
将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后25℃下搅拌0.5h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
本发明实施例中，含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.6wt％，壳聚糖的含量为2.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：5。
本实施例中，还提供一种植物纤维基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、对植物纤维进行预处理；
S2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为180℃下处理0.5h，制得植物纤维基复合材料。
本发明实施例中，植物纤维预处理的具体方法为：
1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为6％的NaOH溶液中浸泡8小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为70℃的干燥箱内烘干；从而可以去除植物纤维中的杂质，使得植物纤维的表面出现凹槽，提高植物纤维与树脂基体之间的机械咬合力，从而提高纤维与树脂之间的作用力，改善复合材料的力学性能。
3)、将处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为38°SR；打浆处理后，纤维内部分丝帚化程度提高、表面的游离羟基增多、纤维之间的结合力提升；大纤维作为网状结构的骨架，微细纤维通过氢键连接在网状结构中间起到搭桥作用，使得纤维间或纤维与其他物质间通过氢键结合形成牢固的孔壁；通过打浆，纤维的细纤维化程度增大，暴露在纤维表面的羟基数量增加并形成大量的氢键，纤维之间的结合能力增强；
4)、将磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；通过利用乙醇，对植物纤维中的水分进行置换，再利用其挥发性使植物纤维呈干燥、蓬松的分散态，以促进改性反应的效果；
5)、然后抽滤并挤干；
6)、最后用分散器进一步分散，并风干备用。
通过步骤4)、5)和6)，有效减少了浆料中水分对反应体系浓度的影响，同时避免了纤维表面及内部的游离羟基在干燥过程中再次连接形成氢键结合。
实施例2
一种植物纤维基复合材料，按质量份数计，复合材料的组分包括：增强体20克、改性环氧树脂44克、改性抗菌剂5克、改性无机填料3克、KH5502克、甘油三硬脂酸酯2.5克；
其中，增强体由秸秆和纳米纤维素组成，植物纤维和纳米纤维素按照质量比为2:0.3。通过植物纤维和纳米纤维素的混合组成，使得在纤维之间形成较强的结合力，使得共混纤维具有良好的交织能力，纤维之间的氢键结合使得复合材料的挺度和抗压强度都随之上升。通过纳米纤维素的添加，使得复合材料的平均壁厚增加、平均孔隙面积减小、孔隙分布更均匀，且复合材料的拉伸强度和拉伸模量都有所提高。
本发明实施例中，改性环氧树脂的具体改性方法为：
(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并在高速机械搅拌器中进行搅拌，搅拌速率为2000转/分钟，搅拌时间为30分钟，其中，碳纳米纤维与丙酮溶液的质量比为1:0.8；
(2)、将经过搅拌分散的碳纳米纤维-丙酮混合物进一步进行超声分散，超声分散时间为6小时；
(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热9分钟，预热温度为68℃；
(4)、将预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，并在高速机械搅拌器中进行混合搅拌，搅拌速率为1500转/分钟，搅拌时间为20分钟；
(5)、将步骤(4)中的混合物再次进行超声分散，时间为5小时，然后在50℃的水浴中进行机械搅拌，搅拌速率为3500转/分钟，搅拌时间为15分钟，直到所有丙酮完全挥发；
(6)、加入固化剂，固化剂为氨基磺酸胺，并搅拌5分钟，再进行抽真空20分钟，得到改性环氧树脂。
本技术方案中，与纯净的环氧树脂相比，通过向环氧树脂中加入碳纳米纤维，使得羟基-OH数量减少，碳纳米纤维抑制了环氧树脂的水解老化以及吸水，从而有效提高了制备的复合材料的长期湿热耐久性；碳纳米纤维良好的阻隔性延长了水在环氧树脂基体中的扩散路径，此外，碳纳米纤维的加入可有效提高复合材料的长期拉伸强度和弹性模量。
本发明实施例中，改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将5g的沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以3000r/min的速度搅拌研磨2.5h，产生解聚形态的白炭黑粒子；然后，向研磨后的白炭黑中添加12g的AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为6.0，在避光条件下升温至400℃，反应结束后用热水清洗并干燥，再在500℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
本发明实施例中，改性无机填料的制备包括如下步骤：
将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后30℃下搅拌1.5h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
本发明实施例中，含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.75wt％，壳聚糖的含量为3.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：7。
本实施例中，还提供一种植物纤维基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、对植物纤维进行预处理；
S2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
本发明实施例中，植物纤维预处理的具体方法为：
1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为8％的NaOH溶液中浸泡10小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为80℃的干燥箱内烘干；从而可以去除植物纤维中的杂质，使得植物纤维的表面出现凹槽，提高植物纤维与树脂基体之间的机械咬合力，从而提高纤维与树脂之间的作用力，改善复合材料的力学性能。
3)、将处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为40°SR；打浆处理后，纤维内部分丝帚化程度提高、表面的游离羟基增多、纤维之间的结合力提升；大纤维作为网状结构的骨架，微细纤维通过氢键连接在网状结构中间起到搭桥作用，使得纤维间或纤维与其他物质间通过氢键结合形成牢固的孔壁；通过打浆，纤维的细纤维化程度增大，暴露在纤维表面的羟基数量增加并形成大量的氢键，纤维之间的结合能力增强；
4)、将磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；通过利用乙醇，对植物纤维中的水分进行置换，再利用其挥发性使植物纤维呈干燥、蓬松的分散态，以促进改性反应的效果；
5)、然后抽滤并挤干；
6)、最后用分散器进一步分散，并风干备用。
通过步骤4)、5)和6)，有效减少了浆料中水分对反应体系浓度的影响，同时避免了纤维表面及内部的游离羟基在干燥过程中再次连接形成氢键结合。
实施例3
一种植物纤维基复合材料，按质量份数计，复合材料的组分包括：增强体40克、改性环氧树脂56.5克、改性抗菌剂5克、改性无机填料5克、KH5503克、甘油三硬脂酸酯3克；
其中，增强体由秸秆和纳米纤维素组成，植物纤维和纳米纤维素按照质量比为2:0.3。通过植物纤维和纳米纤维素的混合组成，使得在纤维之间形成较强的结合力，使得共混纤维具有良好的交织能力，纤维之间的氢键结合使得复合材料的挺度和抗压强度都随之上升。通过纳米纤维素的添加，使得复合材料的平均壁厚增加、平均孔隙面积减小、孔隙分布更均匀，且复合材料的拉伸强度和拉伸模量都有所提高。
本发明实施例中，改性环氧树脂的具体改性方法为：
(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并在高速机械搅拌器中进行搅拌，搅拌速率为2500转/分钟，搅拌时间为30分钟，其中，碳纳米纤维与丙酮溶液的质量比为1:0.8；
(2)、将经过搅拌分散的碳纳米纤维-丙酮混合物进一步进行超声分散，超声分散时间为8小时；
(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热15分钟，预热温度为75℃；
(4)、将预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，并在高速机械搅拌器中进行混合搅拌，搅拌速率为1800转/分钟，搅拌时间为20分钟；
(5)、将步骤(4)中的混合物再次进行超声分散，时间为5小时，然后在50℃的水浴中进行机械搅拌，搅拌速率为4000转/分钟，搅拌时间为15分钟，直到所有丙酮完全挥发；
(6)、加入固化剂，固化剂为氨基磺酸胺，并搅拌8分钟，再进行抽真空25分钟，得到改性环氧树脂。
本技术方案中，与纯净的环氧树脂相比，通过向环氧树脂中加入碳纳米纤维，使得羟基-OH数量减少，碳纳米纤维抑制了环氧树脂的水解老化以及吸水，从而有效提高了制备的复合材料的长期湿热耐久性；碳纳米纤维良好的阻隔性延长了水在环氧树脂基体中的扩散路径，此外，碳纳米纤维的加入可有效提高复合材料的长期拉伸强度和弹性模量。
本发明实施例中，改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将5g的沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以4000r/min的速度搅拌研磨4h，产生解聚形态的白炭黑粒子；然后，向研磨后的白炭黑中添加12g的AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为6.5，在避光条件下升温至400℃，反应结束后用热水清洗并干燥，再在520℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
本发明实施例中，改性无机填料的制备包括如下步骤：
将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后35℃下搅拌2h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
本发明实施例中，含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.9wt％，壳聚糖的含量为4.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：9。
本实施例中，还提供一种植物纤维基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、对植物纤维进行预处理；
S2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
本发明实施例中，植物纤维预处理的具体方法为：
1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为10％的NaOH溶液中浸泡12小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为80℃的干燥箱内烘干；从而可以去除植物纤维中的杂质，使得植物纤维的表面出现凹槽，提高植物纤维与树脂基体之间的机械咬合力，从而提高纤维与树脂之间的作用力，改善复合材料的力学性能。
3)、将处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为42°SR；打浆处理后，纤维内部分丝帚化程度提高、表面的游离羟基增多、纤维之间的结合力提升；大纤维作为网状结构的骨架，微细纤维通过氢键连接在网状结构中间起到搭桥作用，使得纤维间或纤维与其他物质间通过氢键结合形成牢固的孔壁；通过打浆，纤维的细纤维化程度增大，暴露在纤维表面的羟基数量增加并形成大量的氢键，纤维之间的结合能力增强；
4)、将磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；通过利用乙醇，对植物纤维中的水分进行置换，再利用其挥发性使植物纤维呈干燥、蓬松的分散态，以促进改性反应的效果；
5)、然后抽滤并挤干；
6)、最后用分散器进一步分散，并风干备用。
通过步骤4)、5)和6)，有效减少了浆料中水分对反应体系浓度的影响，同时避免了纤维表面及内部的游离羟基在干燥过程中再次连接形成氢键结合。
对比例1
一种植物纤维基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将不进行预处理的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S2、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
其中，与实施例1相比，植物纤维不进行改性处理，对应制备方法适应调整，其余均相同。
对比例2
一种植物纤维基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将预处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S2、向混合物中加入润滑剂、滑石粉，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
其中，与实施例1相比，不使用壳聚糖，直接加入滑石粉，对应制备方法适应调整，其余均相同。
对比例3
一种植物纤维基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将预处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S2、向混合物中加入润滑剂、壳聚糖，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
与实施例1相比，不使用滑石粉，直接加入壳聚糖，对应制备方法适应调整，其余均相同。
对比例4
一种植物纤维基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将预处理后的植物纤维、纳米纤维素、环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，混合速率为4000转/分钟，混合时间为15分钟，获得混合物；
S2、向混合物中加入润滑剂、壳聚糖，继续高速搅拌，温度为180℃下处理2h，制得植物纤维基复合材料。
与实施例1相比，环氧树脂不进行改性，对应制备方法适应调整，其余均相同。
性能测试：对实施例1及对比例1～4制备得到的复合材料进行性能检测，具体如下：
拉伸性能测试：将复合材料制成5cmx5cmx0.4cm的试样，试样应夹于万能试验机的试验夹具上，外力应沿着试样的中心线方向施加，记录拉伸过程中的试验数据。各示例拉伸性能结果见表1：
表1
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 拉伸强度(MPa) | 68.3 | 63.4 | 65.1 | 65.6 | 64.5 |
| 拉伸模量(GPa) | 5.3 | 5.2 | 4.9 | 4.7 | 5.1 |
由表1中的数据可知，相较于其他各示例，本申请实施例1的复合材料的拉伸性能更强。
抗老化性能测试：通过复合材料试样放入恒温老化实验箱中，温度140℃，老化天数8天。复合材料试样为145mmx65mx20mm，记录试验数据。各示例抗老化性能结果见表2：
表2
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 强度(cN/dtex) | 7.12 | 6.89 | 6.77 | 6.71 | 6.53 |
由表2中的数据可知，相较于其他各示例，本申请实施例1的复合材料的抗老化性能更强。
抗菌性能测试：将试样先放在紫外灯下照射30分钟，进行灭菌，然后用移液枪取1mL的细菌液放入培养皿中，倒入20mL、50℃的营养琼脂进行混合，待琼脂凝固后，将试样放到培养血琼脂中心位置固定好，15分钟后，倒置放入37℃的恒温培养箱中培养，24小时后拿出。复合材料试样为1cmx1 cm的圆片，记录试验数据。各示例抗菌性能结果见表3：
表3
由表3中的数据可知，相较于其他各示例，本申请实施例1的复合材料的抗菌性能更好。
阻燃性能测试：将试样放入热压机中，热压温度为170℃，热压时间为10min，热压压力为10MPa。复合材料试样为120mmx10 mmx4 mm，记录试验数据。各示例阻燃性能结果见表4：
表4
由表4中的数据可知，相较于其他各示例，本申请实施例1的复合材料的阻燃性能更好。
同时，本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种植物纤维基复合材料，其特征在于，按质量份数计，所述复合材料的制备组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，KH5501～4份，润滑剂2.5～3.5份；
其中，所述增强体由植物纤维和纳米纤维素按质量比2：0.2～0.4组成。
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述植物纤维选自芦苇、秸秆、竹子、木材、稻草、米糠、棉杆、麻秆、中药材渣及中药材中的任意一种或几种；所述润滑剂选自石蜡、硬脂酸正丁酯、聚乙烯蜡、甘油三硬脂酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性环氧树脂的具体改性方法为：
(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并高速搅拌，得碳纳米纤维-丙酮预混物；
(2)、将步骤(1)中所得碳纳米纤维-丙酮预混物进一步超声分散4～8小时，得碳纳米纤维-丙酮混合物；
(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热4～15分钟，预热温度为55～75℃；
(4)、将步骤(3)中预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，进行混合搅拌，得环氧树脂混合物；
(5)、将步骤(4)中的环氧树脂混合物再次超声分散5～7小时，然后在50～70℃的水浴中进行机械搅拌，直到所有丙酮完全挥发；
(6)、加入固化剂，并搅拌2～8分钟，再进行抽真空15～25分钟，得到改性环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000～4000r/min的速度搅拌研磨1～4h，然后，向研磨后的白炭黑中添加AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为5.5～6.5，在避光条件下升温，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480～520℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
5.根据权利要求3所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：步骤(1)中的搅拌速率为1500～2500转/分钟，搅拌时间为30分钟；步骤(4)中的搅拌速率为1200～1800转/分钟，搅拌时间为20分钟；所述步骤(5)中的搅拌速率为3000～4000转/分钟。
6.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：改性无机填料的制备包括如下步骤：
将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后25～35℃下搅拌0.5～2h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
7.根据权利要求5所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.6～0.9wt％，壳聚糖的含量为2.5～4.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：5～9。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的植物纤维基复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
S1、对植物纤维进行预处理；
S2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、KH550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，获得混合物；
S3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为170～185℃下处理0.5～5h，制得植物纤维基复合材料。
9.根据权利要求8所述的植物纤维基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1包括：
1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为6～10％的NaOH溶液中浸泡8～12小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为70～90℃的干燥箱内烘干；
3)、将步骤2)中处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为38～42°SR；
4)、将步骤3)中磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；
5)、然后抽滤并挤干；
6)、最后用分散器进一步分散，并风干，备用。
10.权利要求1～7任一项所述植物纤维基复合材料在制备塑料玩具材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311613363.8A CN117511135A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311613363.8A CN117511135A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117511135A true CN117511135A (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=89751167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311613363.8A Pending CN117511135A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117511135A (zh) |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100130646A1 (en) * | 2006-10-31 | 2010-05-27 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Method for manufacturing epoxy nanocomposite material containing vapor-grown carbon nanofibers and its products thereby |
| JP2012229350A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Kyoto Univ | 樹脂組成物 |
| CN103396654A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 南京林业大学 | 一种纤维素纳米纤丝/环氧树脂复合膜的制备方法 |
| JP2013237729A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Nisshin Seisakusho:Kk | セルロース化合物含有繊維強化樹脂組成物、繊維強化樹脂成形体およびその製造方法 |
| US20150044924A1 (en) * | 2012-03-02 | 2015-02-12 | Avic Composite Corporation Ltd. | Composite having plant fiber textile and fabricating method thereof |
| CN109867916A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-11 | 昆明理工大学 | 植物纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 |
| KR102026630B1 (ko) * | 2019-03-29 | 2019-10-01 | 항균소재 주식회사 | 목재 항균 가공처리 조성물로 가공처리된 목재 및 이의 제조방법 |
| CN110396280A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-01 | 国网河南省电力公司内乡县供电公司 | 纤维增强环氧树脂基复合材料及其制备方法 |
| CN110483952A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-22 | 恩平市盈嘉丰胶粘制品有限公司 | 一种植物纤维增强环氧树脂复合材料 |
| CN111363238A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-07-03 | 贵州省材料产业技术研究院(贵州省复合改性聚合物材料工程技术研究中心、国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心) | 抗菌植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 |
| CN111592734A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-28 | 安徽绿之态新材料有限公司 | 一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料及其制备方法 |
| CN112521730A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 陈京灿 | 一种可生物降解复合材料及其制备方法 |
| CN112876745A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-01 | 杭州之西科技有限公司 | 一种抗菌可生物降解餐具及其制备方法 |
| CN115160729A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-11 | 宁国中奕橡塑有限公司 | 一种耐腐蚀阻燃热固性复合材料 |
| DE102021110502A1 (de) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Novem Car Interior Design Gmbh | Verbundmaterial, Formteil enthaltend Verbundmaterial und Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterials sowie des Formteils |
| US20230043739A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Changzhou Institute Of Technology | Method for Preparing Silane Coupling Agent/Silica/Plant Fiber Composite |
| WO2023103114A1 (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 王素贞 | 一种环保全生物降解塑料及片材制品 |
| CN116376247A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-04 | 辽宁秸盟科技有限公司 | 一种改性植物纤维生物降解复合材料及其制备方法 |
| WO2023179260A1 (zh) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种天然植物纤维/水性环氧树脂复合材料及其制造方法 |
-
2023
- 2023-11-29 CN CN202311613363.8A patent/CN117511135A/zh active Pending
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100130646A1 (en) * | 2006-10-31 | 2010-05-27 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Method for manufacturing epoxy nanocomposite material containing vapor-grown carbon nanofibers and its products thereby |
| JP2012229350A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Kyoto Univ | 樹脂組成物 |
| US20150044924A1 (en) * | 2012-03-02 | 2015-02-12 | Avic Composite Corporation Ltd. | Composite having plant fiber textile and fabricating method thereof |
| JP2013237729A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Nisshin Seisakusho:Kk | セルロース化合物含有繊維強化樹脂組成物、繊維強化樹脂成形体およびその製造方法 |
| CN103396654A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-20 | 南京林业大学 | 一种纤维素纳米纤丝/环氧树脂复合膜的制备方法 |
| CN109867916A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-11 | 昆明理工大学 | 植物纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 |
| KR102026630B1 (ko) * | 2019-03-29 | 2019-10-01 | 항균소재 주식회사 | 목재 항균 가공처리 조성물로 가공처리된 목재 및 이의 제조방법 |
| CN110396280A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-01 | 国网河南省电力公司内乡县供电公司 | 纤维增强环氧树脂基复合材料及其制备方法 |
| CN110483952A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-22 | 恩平市盈嘉丰胶粘制品有限公司 | 一种植物纤维增强环氧树脂复合材料 |
| CN111363238A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-07-03 | 贵州省材料产业技术研究院(贵州省复合改性聚合物材料工程技术研究中心、国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心) | 抗菌植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 |
| CN111592734A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-28 | 安徽绿之态新材料有限公司 | 一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料及其制备方法 |
| CN112521730A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 陈京灿 | 一种可生物降解复合材料及其制备方法 |
| CN112876745A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-01 | 杭州之西科技有限公司 | 一种抗菌可生物降解餐具及其制备方法 |
| DE102021110502A1 (de) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Novem Car Interior Design Gmbh | Verbundmaterial, Formteil enthaltend Verbundmaterial und Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterials sowie des Formteils |
| US20230043739A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Changzhou Institute Of Technology | Method for Preparing Silane Coupling Agent/Silica/Plant Fiber Composite |
| WO2023103114A1 (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 王素贞 | 一种环保全生物降解塑料及片材制品 |
| WO2023179260A1 (zh) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种天然植物纤维/水性环氧树脂复合材料及其制造方法 |
| CN115160729A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-11 | 宁国中奕橡塑有限公司 | 一种耐腐蚀阻燃热固性复合材料 |
| CN116376247A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-04 | 辽宁秸盟科技有限公司 | 一种改性植物纤维生物降解复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kian et al. | A review on processing techniques of bast fibers nanocellulose and its polylactic acid (PLA) nanocomposites | |
| Andriani et al. | The optimization of bacterial cellulose production and its applications: a review | |
| Huang et al. | Introduction to nanocellulose | |
| Menon et al. | Extraction and modification of cellulose nanofibers derived from biomass for environmental application | |
| Hao et al. | Natural fiber reinforced vinyl polymer composites | |
| CN109553945B (zh) | 一种环保型隔热塑料薄膜及其制备工艺 | |
| JP5206947B2 (ja) | 微細繊維状セルロース系物質及びその製造方法 | |
| CN108264743A (zh) | 一种基于多重氢键作用的植物多酚/纳米纤维素高分子复合材料的制备方法 | |
| US11524921B2 (en) | Composite materials containing hemp and nanocellulose | |
| Nguyen et al. | Kombucha-derived bacterial cellulose from diverse wastes: a prudent leather alternative | |
| CN106758217A (zh) | 一种明胶/壳聚糖复合纳米纤维膜的交联制备方法 | |
| Li et al. | Biomimetic development of a strong, mildew-resistant soy protein adhesive via mineral–organic system and phenol-amine synergy | |
| CN112267157A (zh) | 基于反应型低共熔溶剂改性的纤维素纳米纤丝制备方法 | |
| WO2019123360A1 (en) | Films of microfibrillated cellulose | |
| CN111479959A (zh) | 微原纤化纤维素的丝 | |
| Perumal et al. | Biocomposite reinforced with nanocellulose for packaging applications | |
| CN115142263B (zh) | 阳离子竹纤维素纳米纤维及其制备方法 | |
| Meftahi et al. | Cellulose nanofibers: synthesis, unique properties, and emerging applications | |
| CN115928237B (zh) | 益生菌健康纤维及其制备方法 | |
| CN117511135A (zh) | 一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用 | |
| Sulaiman et al. | Chemical-physical treatment for production of cellulose nanofiber from Kenaf Bast fiber | |
| Trovatti | Bacterial cellulose | |
| Joshi et al. | Nanocellulose extraction from lignocellulosic materials and its potential applications: a review | |
| CN113999322A (zh) | 一种高羧基含量的tempo氧化纤维素的低能耗制备方法 | |
| Srikandace et al. | Preliminary study of the degradation of biocellulose based film using soil fungi Aspergillus unguis TP3 and Paecilomyces marquandii TP4 producing cellulose |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |