CN100441630C - 云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料及其制备方法。其原料包括木粉、氯化苄、氢氧化钠、马来酸酐接枝聚丙烯、云母等。首先将木粉洗涤干燥后放入反应釜中，加入NaOH溶液进行搅拌，润胀后再加入相转移催化剂和氯化苄进行反应；将反应液分别用乙醇和水洗涤，干燥制得热塑化木材。将所制备的热塑化木材与马来酸酐接枝聚丙烯用挤出造粒机共混挤出，造粒。然后与云母按一定的比率用挤出造粒机共混挤出，制备成云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。用本发明制备的复合材料，其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量都具有一定适用性。
Description
技术领域
本发明涉及采用木材的苄基法改性、聚丙烯复合材料增容、云母增强来制备云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料，属于材料科学技术领域。
背景技术
云母弹性模量高，硬度低，电气性能好，制品挠曲率低，物理、化学性质稳定，无毒、无放射性危害，是一种新型的工业化“绿色环保”填料。云母在我国贮量十分丰富，为了提高云母的产品附加值，使之由一般的体积填料向功能性填料转变，可利用其优异性质，走产品深加工、高增值开发利用的途径。
热塑化木材(TPW)，也称为热塑性木材，是通过化学改性将木材转化成新一类的高分子材料。该材料是可运用塑料加工成型的方法加工的木材制品，它丰富了木材的加工方法，扩大了木材的应用领域和应用价值，为森林资源及劣废木材的综合利用开辟了全新的途径，但其力学强度较差。热塑化木材与某些合成高聚物具有良好的共混相溶性，后者虽能起到增塑并改进前者性能的作用，但是热塑化木材应用还是一直为强度不高所困扰。
聚丙烯具有良好的界面相容性，能与多种材料很好地配混，容易开发出高性能的复合材料，制备出高性价比的工程树脂。随着共混改性技术的发展，新、旧塑料分别与木材复合而成的材料性能差别不大，该复合材料应用领域越来越广，因而热塑化木材与聚丙烯的复合研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的制备方法，通过本方法制备出的复合材料不仅具有聚丙烯的优良性能，而且可以扩大热塑化木材应用范围，从而可节省木材资源和优化环境。
本发明的技术方案是这样的，云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的制备方法，通过下列步骤实现：
第一步，将木粉洗涤干燥后，放入反应釜中，加入质量百分比浓度为25％～40％的NaOH溶液进行搅拌，润胀后再加入甲基溴化铵和氯化苄，温度升高到110℃～130℃，使其反应1h～4h，冷却；将反应液转移到烧杯中分别用乙醇和水各洗涤3～5次；在90℃～110℃下干燥制得热塑化木材；其中，木粉与氢氧化钠、甲基溴化铵、氯化苄的质量比分别为1∶1～1∶1.6、50∶1～30∶1、1∶2～1∶6；
第二步，将第一步所制备的热塑化木材以1∶5～2∶5的重量份数的配比与马来酸酐接枝聚丙烯用挤出造粒机共混挤出，造粒，得到热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料；
第三步，将云母按3∶17重量配比与热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料用挤出造粒机共混挤出，制备成云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。
用云母增强的聚丙烯(MRP)可以在刚性、强度上有所提高，而且耐热性、抗挠曲性、尺寸稳定性以及电绝缘性等均明显改善，综合性能基本也可达到工程塑料水平，且成本较低。云母在聚丙烯上的增强方法如果可以应用到热塑化木材/聚丙烯复合材料上，无疑可以扩大热塑化木材应用范围，从而可节省木材资源和优化环境。通过本法制备的云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的拉伸强度为23-26MPa，弯曲强度15-50MPa。
具体实施方式
下面实例是对本发明的进一步说明：本发明云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的制备方法，通过下列步骤实现：
第一步：取60.0g木粉，洗涤干燥后放入反应釜中，加入浓度为30％的NaOH溶液280ml，室温搅拌溶胀2h；然后加入240.0mL氯化苄和1.2克的甲基溴化铵，在120℃下反应2h。将苄基化产物用蒸馏水和工业乙醇交替洗涤6次，真空抽滤后将产物在100℃下干燥，得热塑化木材。
第二步：将所制备的热塑化木材以1∶4的重量份数与马来酸酐接枝聚丙烯用挤出造粒机共混挤出，造粒，得到热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。
第三步：把云母按重量份数为3∶17与热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料用挤出造粒机共混挤出，制备成云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯颗粒。
通过本实施例方法制得的云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的性能如下：拉伸强度：26Mpa，弯曲强度：37Mpa。
Claims (1)
1、云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：通过下列步骤实现：
第一步，将木粉洗涤干燥后，放入反应釜中，加入质量百分比浓度为25％～40％的NaOH溶液进行搅拌，润胀后再加入甲基溴化铵和氯化苄，温度升高到110℃～130℃，使其反应1h～4h，冷却；将反应液转移到烧杯中分别用乙醇和水各洗涤3～5次；在90℃～110℃下干燥制得热塑化木材；其中，木粉与氢氧化钠、甲基溴化铵、氯化苄的质量比分别为1∶1～1∶1.6、50∶1～30∶1、1∶2～1∶6；
第二步，将第一步所制备的热塑化木材以1∶5～2∶5的重量份数的配比与马来酸酐接枝聚丙烯用挤出造粒机共混挤出，造粒，得到热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料；
第三步，将云母按3∶17重量配比与热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料用挤出造粒机共混挤出，制备成云母增强热塑化木材/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料。
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