[发明专利]一种麦秸秆/塑料膜复合材料的制备工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是以麦秸秆纤维增强塑料膜(以聚丙烯为例)的复合材料，采用复合处理法对麦秸秆纤维进行表面处理，提高麦秸秆纤维与塑料基体的界面结合力，再通过熔融共混、模压成型等工艺制造麦秸秆/塑料膜复合材料，属于复合材料领域。

背景技术

塑料膜广泛用于农业、包装材料、家庭日用品等方面，然而，塑料膜的大量使用造成了严重的“白色污染”，目前废弃塑料膜没有较好的回收再利用方法；我国是农业大国，农作物副产品的秸秆大量被废弃，利用率较低，因此塑料膜和秸秆的利用对环境保护和资源再生循环利用具有重要现实意义。但在人造板制造中，无法解决麦秸秆不易黏结的缺点，这是由于麦秸秆表面有一层致密、光滑的疏水性角质蜡状膜，阻碍了基体浸润到麦秸秆纤维内部，使麦秸秆纤维与基体的相容性差，结合力低，而传统的单一表面处理不能达到良好的改性效果。因此采用复合处理法对麦秸纤维进行改性，并改进复合材料配方和制备工艺以提高麦秸秆/聚丙烯膜复合材料的力学性能和耐磨性能，扩大复合材料的用途。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种对麦秸纤维进行表面处理方法以提高纤维与基体的相容性，采用熔融共混的方法促进纤维在基体中的均匀分散，改进复合材料配方以提高麦秸秆/塑料膜复合材料的力学性能和耐磨性能，为塑料膜和麦秸秆的回收再利用提供新途径。

本发明是通过以下技术方案实现的：

麦秸秆/塑料膜复合材料，主要成分包括麦秸秆、塑料膜(以聚丙烯膜为例)、偶联剂、脱模剂，其组分为质量比(％)：麦秸秆20％～65％、偶联剂1～5％、塑料膜40％～80％，脱模剂1％～5％；麦秸秆要求未霉变腐烂，用高速粉碎机将其粉碎至40目～100目，干燥到含水率为3～5％；聚丙烯为薄膜；所述偶联剂为硅烷偶联剂，脱模剂为硬脂酸锌。

麦秸秆/塑料膜复合材料的制造工艺：

为了提高麦秸秆纤维和塑料基体的相容性，本发明采用物理、化学法加偶联剂复合处理方法对麦秸纤维表面进行处理，即先用NaOH、乙酸溶液浸泡、水热处理、蒸汽爆破和微波处理等分别预处理麦秸纤维表面，再用偶联剂进行处理。物理或化学方法能减少纤维表面羟基数目，偶联剂处理能使纤维与基体之间建立物理和化学键交联，从而提高纤维与基体的相容性。将所得的麦秸秆和塑料膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼温度160～180℃，时间4～8min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度170～185℃，压力为6～15MPa，时间为10～15min。

本发明的优点：

在原料选择方面，目前纤维增强原料树脂基复合材料的研究较多，而针对包装塑料与农作物废弃物制备复合材料的产品较少。在人造板制造中，无法很好解决麦秸秆不易黏结的缺点，生产中对植物纤维不表面处理或只进行单一表面处理，纤维与基体的相容性差、结合力低。本发明可以很好的解决废塑料膜的污染和秸秆的有效利用问题，并通过复合处理方法和混炼工艺，有效提高麦秸秆纤维和塑料基体的相容性，充分发挥麦秸秆纤维在基体中的增强作用。用麦秸秆和塑料膜为原料制造技术上可行，经济上实用合算，市场性价比高的复合材料，节约耕地，在环境保护和资源再生循环利用方面具有重要的现实意义。

麦秸秆/塑料膜复合材料测试表明：麦秸秆经复合处理后，表面变粗糙，纤维束增加，秸秆纤维和塑料基体的界面黏合性得到改善。与单纯使用偶联剂处理的麦秸秆/塑料膜复合材料相比，经复合处理的复合材料力学性能(拉伸强度、弯曲强度和弹性模量)和抗吸湿吸水性能均得到明显提高；在耐磨性试验中，摩擦磨损性能优于单纯使用偶联剂处理麦秸秆制备的复合材料。

附图说明

图1是本发明的制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1，用质量分数为5％的NaOH溶液将麦秸杆粉浸泡48h，再漂洗至pH试纸测试呈中性，烘干；将KH550硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，将第一步预处理的麦秸杆粉放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将麦秸秆粉充分均匀浸润后取出，105℃干燥。将复合处理后的麦秸秆和聚丙烯膜在混炼机中混炼促进纤维在基体中的均匀分散，混炼前辊温度175℃，后辊温度165℃，时间5～7min，混合均匀后放入平板硫化机中模压成型，热压温度180℃，压力为12.5MPa，时间为12min。