[发明专利]预辐照接枝制造聚合木的方法

说明书

技术领域

本发明属于核辐射技术应用领域，具体涉及一种预辐照接枝制造聚合木的方法。

背景技术

农作物秸杆作为一种农业生产的副产物，产量大，分布广，亦是一项重要的生物资源，据统计目前我国作物秸杆产生量每年约5亿-6亿吨，农作物秸秆利用技术就是把多余的废物秸秆通过各种加工途径使其加工成另一种可以利用的产品。长期以来，国内外对农作物秸杆的综合利用进行了广泛的研究，获得了许多可供利用的途径。

目前市场上广泛使用的纤维板、高密度板、木工板、刨花板等木质重组产品存在四大缺陷：一是未经处理的木纤维与塑料的相容性差，塑料与植物纤维结合不紧，导致材料品质下降；二是木质效果不理想；三是大量使用酚醛树脂作为粘合剂，导致产品大量释放甲醛，危害人体健康；对环境造成污染，而且力学性能也较差，成本也较高；四是仍大量消耗木材资源，制约了产品的发展空间，或是在工艺上、技术上、质量上、环境污染等方面还存在一些问题。真正能够形成规模生产，能大量消耗秸杆的利用途径并不多，或是经济效益不显著，增值不大。因此，许多地方把农作物秸杆作为废弃物，这不但是对资源的极大浪费，在经济上造成巨大损失，而且对环境也造成了很大污染。因此，作为木质重组领域的一个重要组成部分，研究植物纤维与塑料高分子材料的聚合，对生产聚合木复合材料具有特殊的重要意义。

聚合木是用木材、秸秆、灌木枝条等木质碎料为主要原料，用引发剂引发化学反应，促使木质材料塑化并重新聚合、复合后，用塑料加工方法制造出来的一种最接近自然的木质材料。聚合木是至今唯一的利用了木质材料所有成分，且基本不排放废弃物、不含甲醛等有毒物质的人造木质材料。但是，目前市场上生产的木塑复合材料产品，基本采取化学助剂作为反应引发剂来引发木塑相结合，再在不同的工艺条件下挤出成型。制备得到的复合材料中均含有一定的化学成分，对环境有一定的污染，不利于清洁生产的要求。

公告号CN101186754B的发明专利公开了一种利用农业植物秸秆生产高分子复合木塑材料的方法，包括：将农业植物秸秆粉碎并干燥得秸秆粉，对秸秆粉进行浸渍处理，然后干燥得改性秸秆粉，将改性秸秆粉与塑料为主的其它原料进行高速混合和冷却混合得干粉料，将干粉料进行挤出造粒，再将造粒后的物料挤出定性，制得高分子复合木塑材料。该方法制得的木塑材料具有较好的材料性能，但其工艺复杂，化学助剂种类达十多种，均含有毒有害化学物质，不符合清洁生产、环保的要求。公开号CN1887967A的发明专利申请公开了一种秸秆合成型材及其制备方法，制备步骤包括：将农作物秸秆干燥至水分含量在8-15％，然后粉碎至100-300目；按比例取配料，将配料搅拌混合均匀后置于揉炼机中，在130-170℃条件下揉炼10-15分钟；揉炼后的混合料用双螺旋挤出机挤出冷却成型；其中，配料包括农作物秸秆粉、塑料树脂、碳酸钙、增亮剂。该方法工艺简单，不使用化学粘合剂，但所制得的型材木塑聚合效果不好，型材的力学性能仍不够理想。

发明内容

本发明提供了一种预辐照接枝制造聚合木的方法，工艺简单，助剂用量少，清洁环保，制得的聚合木具有良好的力学性能和热稳定性，无污染、耐腐蚀、耐老化、成本低。

一种预辐照接枝制造聚合木的方法，包括：

(1)将秸杆粉和甲基丙烯酸甲酯混合，揉炼；揉炼完成后，置于惰性气体保护下进行辐照处理，得到接枝改性木聚料；

(2)将热塑性树脂和丙烯酸混合，揉炼；揉炼完成后，置于惰性气体保护下进行辐照处理，得到接枝改性塑聚料；

(3)将接枝改性木聚料和接枝改性塑聚料混合，揉炼；揉炼完成后添加填料，混匀，挤出成型，制得聚合木；

其中，各原料用量占所有原料总量的重量百分比为：秸杆粉40-50％、甲基丙烯酸甲酯2-3％、热塑性树脂30-40％、丙烯酸1-2％、填料10-15％。

由于秸杆粉中主要成分为纤维素，纤维素表面含有大量的羟基和酚醛基官能团，使分子内和分子间具有极性很强的氢键，致使秸杆粉具有吸水性和表面的强极性；而热塑性树脂多为非极性物质，具有疏水性基团，因此，秸杆粉和热塑性树脂间的界面相容性很差，界面粘结力很差。通过所述的辐照处理，可以使纤维素末端的官能团产生自由基，甲基丙烯酸甲酯具有两个以上的官能团，与纤维素末端的官能团结合，即可实现对纤维素的接枝改性；同时，辐照可以使热塑性树脂末端的官能团产生自由基，丙烯酸具有两个以上的官能团，与热塑性树脂末端的官能团结合，即可实现对热塑性树脂的接枝改性。经接枝改性的纤维素和经接枝改性的热塑性树脂之间更容易聚合。

所述的秸杆粉由农作物秸杆经干燥、粉碎后得到。